El Sistema de Abastecimiento de Agua

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] Este texto se ocupa del sistema de abastecimiento o suministro de agua a poblaciones (en las ciudades), potable, para incendios, etc.

El sistema de suministro o abastecimiento de agua es la infraestructura para la recolección, transmisión, tratamiento, almacenamiento y distribución de agua para hogares, establecimientos comerciales, industria y riego, así como para necesidades públicas como la lucha contra incendios y el lavado de calles. De todos los servicios municipales, el suministro de agua potable es quizás el más vital. La gente depende del agua para beber, cocinar, lavar, llevar los desechos y otras necesidades domésticas. Los sistemas de suministro de agua también deben cumplir los requisitos de las actividades públicas, comerciales e industriales.Entre las Líneas En todos los casos, el agua debe cumplir tanto con los requisitos de calidad como de cantidad.

Antecedentes históricos

Novedades en los sistemas de suministro

El agua fue un factor importante en la ubicación de las primeras comunidades asentadas, y la evolución de los sistemas públicos de abastecimiento de agua está directamente relacionada con el crecimiento de las ciudades.Entre las Líneas En el desarrollo de los recursos hídricos más allá de su condición natural en ríos, lagos y manantiales, la excavación de pozos poco profundos fue probablemente la primera innovación. A medida que la necesidad de agua aumentaba y se desarrollaban herramientas, los pozos se hicieron más profundos. Los pozos revestidos de ladrillos fueron construidos por los habitantes de las ciudades en la cuenca del río Indo ya en el año 2500 a.C., y se sabe que en la antigua China se utilizaron pozos de casi 500 metros de profundidad.

Hay abundante agua dulce para satisfacer todas las necesidades humanas.

Puntualización

Sin embargo, no siempre está disponible en los momentos y lugares en que se necesita, y no está distribuida uniformemente en todo el mundo, lo que a veces da lugar a una escasez de agua para las comunidades susceptibles.

La construcción de qanāts, túneles ligeramente inclinados conducidos en las laderas que contenían agua subterránea, probablemente se originó en la antigua Persia alrededor del año 700 a.C. Desde las laderas, el agua era transportada por gravedad en canales (véase qué es, su definición, o concepto, y su significado como “canals” en el contexto anglosajón, en inglés) abiertos a pueblos o ciudades cercanas. El uso de qanāts se generalizó en toda la región, y algunos todavía existen. Hasta 1933, la capital iraní, Tehrān, obtenía todo su suministro de agua de un sistema de qanāts.

La necesidad de canalizar los suministros de agua de fuentes distantes fue un resultado del crecimiento de las comunidades urbanas. Entre los más notables de los antiguos sistemas de transporte de agua están los acueductos construidos entre el 312 a.C. y el 455 d.C. en todo el Imperio Romano. Algunas de estas impresionantes obras aún existen. Los escritos de Sextus Julio Frontino (que fue nombrado superintendente de los acueductos romanos en el año 97 d.C.) proporcionan información sobre el diseño y la construcción de los 11 principales acueductos que abastecían a la propia Roma. Extendiéndose desde un área distante alimentada por manantiales, un lago o un río, un típico acueducto romano incluía una serie de canales (véase qué es, su definición, o concepto, y su significado como “canals” en el contexto anglosajón, en inglés) subterráneos y sobre tierra. El más largo era el Aqua Marcia, construido en el 144 a.C. Su fuente estaba a unos 37 km de Roma.

Puntualización

Sin embargo, el acueducto en sí mismo tenía 92 km de longitud, porque tenía que serpentear por los contornos de la tierra para mantener un flujo constante de agua. Durante unos 80 km el acueducto estuvo bajo tierra en una zanja cubierta, y sólo durante los últimos 11 km fue transportado por encima de la tierra en una arcada. De hecho, la mayor parte de la longitud combinada de los acueductos que abastecen a Roma (unos 420 km) se construyeron como trincheras o túneles cubiertos. Cuando cruzaban un valle, los acueductos eran sostenidos por arcadas que comprendían uno o más niveles de enormes pilares de granito e impresionantes arcos.

Los acueductos terminaban en Roma en depósitos de distribución, desde los cuales el agua se conducía a baños o fuentes públicas. Unos pocos ciudadanos muy ricos o privilegiados tenían agua canalizada directamente a sus casas, pero la mayoría de la gente llevaba el agua en recipientes desde una fuente pública. El agua corría constantemente, y el exceso se utilizaba para limpiar las calles y limpiar las alcantarillas.

Los antiguos acueductos y tuberías no eran capaces de soportar mucha presión. Los canales (véase qué es, su definición, o concepto, y su significado como “canals” en el contexto anglosajón, en inglés) se construían con piedra cortada, ladrillo, escombros u hormigón en bruto. Las tuberías se hacían típicamente de piedra perforada o de troncos de madera ahuecados, aunque también se usaban tuberías de arcilla y plomo. Durante la Edad Media no hubo progresos notables en los métodos o materiales utilizados para transportar y distribuir el agua.

Los tubos de hierro fundido con juntas capaces de soportar altas presiones no se utilizaron mucho hasta principios del siglo XIX. La máquina de vapor se aplicó por primera vez a las operaciones de bombeo de agua alrededor de esa época, haciendo posible que todas las comunidades, excepto las más pequeñas, tuvieran agua potable directamente en sus casas. El cemento de amianto, el hierro dúctil, el hormigón armado y el acero se utilizaron como materiales para las tuberías de suministro de agua en el siglo XX.

Los avances en el tratamiento de aguas

Además de la cantidad de suministro, la calidad del agua también es motivo de preocupación. Incluso los antiguos apreciaban la importancia de la pureza del agua. Escritos sánscritos de tan temprano como el 2000 A.C. dicen cómo purificar el agua sucia hirviéndola y filtrándola.Si, Pero: Pero no fue hasta mediados del siglo XIX que se demostró un vínculo directo entre el agua contaminada y las enfermedades (cólera), y no fue hasta finales de ese mismo siglo que el bacteriólogo alemán Robert Koch probó la teoría de los gérmenes de las enfermedades, estableciendo una base científica para el tratamiento y saneamiento del agua potable.

El tratamiento del agua es la alteración de una fuente de agua con el fin de lograr una calidad que cumpla con los objetivos especificados. A finales del siglo XIX y principios del XX, el objetivo principal era la eliminación de las enfermedades mortales transmitidas por el agua. El tratamiento del agua potable pública para eliminar los microorganismos patógenos o causantes de enfermedades comenzó en esa época. Los métodos de tratamiento incluían la filtración de arena, así como el uso de cloro para la desinfección. La virtual eliminación de enfermedades como el cólera y la fiebre tifoidea en los países desarrollados demostró el éxito de esta tecnología de tratamiento del agua.Entre las Líneas En los países en desarrollo, las enfermedades transmitidas por el agua siguen siendo la principal preocupación en cuanto a la calidad del agua.

En los países industrializados, la preocupación se ha desplazado a los efectos crónicos sobre la salud relacionados con la contaminación química. Por ejemplo, se sospecha que las cantidades ínfimas de ciertas sustancias orgánicas sintéticas en el agua potable causan cáncer en los seres humanos. El plomo en el agua potable, generalmente lixiviado de tuberías de plomo corroídas, puede dar lugar a un envenenamiento gradual por plomo y puede causar retrasos en el desarrollo de los niños. El objetivo añadido de reducir esos riesgos para la salud se observa en el número cada vez mayor de factores incluidos en las normas sobre el agua potable.

Fuentes de agua

Distribución mundial

El agua está presente en cantidades abundantes sobre y debajo de la superficie de la Tierra, pero menos del 1 por ciento es agua dulce líquida. La mayor parte de los 1.400 millones de kilómetros cúbicos de agua que se calcula que tiene la Tierra se encuentra en los océanos o congelada en los casquetes polares y los glaciares. El agua de los océanos contiene unos 35 gramos por litro (4,5 onzas por galón) de minerales o sales disueltas, por lo que no es apta para el consumo y para la mayoría de los usos industriales o agrícolas.

Hay abundante agua dulce -con menos de 3 gramos de sales por litro, o menos de un octavo de onza de sales por galón- para satisfacer todas las necesidades humanas.

Puntualización

Sin embargo, no siempre está disponible en los momentos y lugares en que se la necesita, y no está distribuida uniformemente en todo el mundo, lo que a veces da lugar a una escasez de agua para las comunidades susceptibles.Entre las Líneas En muchos lugares la disponibilidad de agua de buena calidad se reduce aún más debido al desarrollo urbano, el crecimiento industrial y la contaminación ambiental.

Aguas superficiales y subterráneas

Tanto las aguas superficiales como las subterráneas son fuentes importantes para las necesidades de abastecimiento de agua de la comunidad.

Pormenores

Las aguas subterráneas son una fuente común para las casas unifamiliares y los pueblos pequeños, y los ríos y lagos son las fuentes habituales de las grandes ciudades. Aunque aproximadamente el 98 por ciento del agua dulce líquida existe como agua subterránea, gran parte de ella se encuentra a gran profundidad. Esto hace que el bombeo sea muy costoso, impidiendo el desarrollo y uso pleno de todos los recursos de aguas subterráneas.

El ciclo hidrológico

El agua está en constante circulación, impulsada por la energía de la luz solar y la gravedad en un proceso natural llamado ciclo hidrológico. El agua se evapora de las superficies del océano y de la tierra, se mantiene temporalmente como vapor en la atmósfera y vuelve a la superficie de la Tierra como precipitación. El agua de la superficie es el residuo de la precipitación y la nieve derretida, llamada escorrentía. Cuando la tasa media de precipitaciones supera la tasa a la que la escorrentía se filtra en el suelo, se evapora o es absorbida por la vegetación, se forman cuerpos de agua de superficie como arroyos, ríos y lagos. El agua que se infiltra en la superficie de la Tierra se convierte en agua subterránea, filtrándose lentamente hacia abajo en extensas capas de suelo poroso y roca llamadas acuíferos. Bajo la atracción de la gravedad, el agua subterránea fluye lenta y constantemente a través del acuífero.Entre las Líneas En las zonas bajas emerge en manantiales y arroyos. Tanto las aguas superficiales como las subterráneas regresan finalmente al océano, donde la evaporación repone el suministro de vapor de agua atmosférico. Los vientos transportan el aire húmedo sobre la tierra, se producen precipitaciones y el ciclo hidrológico continúa.

Fuentes de agua superficial

La superficie total de tierra que contribuye a la escorrentía superficial de un río o lago se denomina cuenca hidrográfica, cuenca de drenaje o zona de captación. El volumen de agua disponible para el suministro municipal depende en gran medida de la cantidad de precipitaciones. También depende del tamaño de la cuenca, la pendiente del terreno, el tipo de suelo y vegetación y el tipo de uso de la tierra.

El caudal o la descarga de un río varía con el tiempo. Los caudales más altos suelen producirse en la primavera y los más bajos en el invierno, aunque a menudo no es así en las zonas con sistemas monzónicos. Cuando la descarga media de un río no es suficiente para un suministro fiable de agua, se puede construir un embalse de conservación. El flujo de agua es bloqueado por una presa, lo que permite la formación de un lago artificial. Los embalses de conservación almacenan el agua de los períodos de tiempo húmedo para su uso durante las épocas de sequía y de bajo caudal de los ríos. Se construye una estructura de toma de agua dentro del embalse, con puertos de entrada y válvulas a varias profundidades. Dado que la calidad del agua de un embalse varía estacionalmente con la profundidad, una toma de varios niveles permite extraer agua de la mejor calidad. A veces es aconsejable, por razones económicas, proporcionar un depósito multiuso. Un embalse multiuso está diseñado para satisfacer una combinación de necesidades de agua de la comunidad.

Observación

Además de agua potable, el embalse puede también proporcionar control de inundaciones, energía hidroeléctrica y recreación.

Fuentes de agua subterránea

El valor de un acuífero como fuente de agua subterránea está en función de la porosidad del estrato o capa geológica de la que está formado. El agua se extrae de un acuífero bombeándola de un pozo o de una galería de infiltración. Una galería de infiltración suele incluir varios tubos perforados horizontales que irradian hacia el exterior desde el fondo de un pozo vertical de gran diámetro. Los pozos se construyen de varias maneras, según la profundidad y la naturaleza del acuífero. Los pozos utilizados para el abastecimiento público de agua, que suelen tener más de 30 metros (100 pies) de profundidad y un diámetro de 10 a 30 cm (4 a 12 pulgadas), deben penetrar en grandes acuíferos que puedan proporcionar rendimientos fiables de agua de buena calidad. Se perforan mediante técnicas de impacto o de rotación y suelen estar revestidos con una tubería o cubierta metálica para evitar la contaminación. El espacio anular que rodea el exterior de la parte superior del revestimiento se rellena con lechada de cemento, y en la parte superior se instala un sello sanitario especial para proporcionar una mayor protección.Entre las Líneas En la parte inferior de la cubierta, se fija una rejilla ranurada para extraer el limo y la arena de las aguas subterráneas. Se puede utilizar una bomba sumergible impulsada por un motor eléctrico para elevar el agua a la superficie. A veces un pozo profundo puede penetrar en un acuífero artesiano confinado, en cuyo caso la presión hidrostática natural puede elevar el agua hasta la superficie.

Necesidades de agua

Los sistemas municipales de abastecimiento de agua incluyen instalaciones de almacenamiento, transmisión, tratamiento y distribución. El diseño de estas instalaciones depende de la calidad del agua, de las necesidades particulares del usuario o consumidor y de las cantidades de agua que deben ser procesadas.

Calidad del agua potable

El agua tiene una tendencia tan fuerte a disolver otras sustancias que raramente se encuentra en la naturaleza en estado puro. Cuando cae en forma de lluvia, pequeñas cantidades de gases como el oxígeno y el dióxido de carbono se disuelven en ella; las gotas de lluvia también transportan pequeñas partículas de polvo y otras sustancias. A medida que fluye sobre el suelo, el agua recoge partículas finas del suelo, microbios, material orgánico y minerales solubles.Entre las Líneas En los lagos, pantanos y ciénagas, el agua puede adquirir color, sabor y olor de la vegetación en descomposición y otras materias orgánicas naturales.

Pormenores

Las aguas subterráneas suelen adquirir más minerales disueltos que la escorrentía superficial debido a su mayor contacto directo con el suelo y las rocas. También puede absorber gases como el sulfuro de hidrógeno y el metano.Entre las Líneas En las zonas pobladas, la calidad de las aguas superficiales y subterráneas está directamente influida por el uso de la tierra y por las actividades humanas. Por ejemplo, la escorrentía de aguas pluviales contaminadas con plaguicidas y fertilizantes agrícolas o para el césped, así como con productos químicos para el deshielo de carreteras o aceite de motor, puede fluir hacia arroyos y lagos.

Otros Elementos

Además, los efluentes de fosas sépticas que funcionan mal y de campos de lixiviación subterráneos pueden filtrarse a las aguas subterráneas.

PROBLEMAS DE SALUD
Cinco tipos generales de impurezas son motivo de preocupación para la salud pública. Estas son: productos químicos orgánicos, productos químicos inorgánicos, turbidez, microorganismos y sustancias radiactivas. Los contaminantes orgánicos incluyen varios pesticidas, disolventes industriales y trihalometanos como el cloroformo. Los contaminantes inorgánicos de mayor preocupación incluyen arsénico, nitrato, fluoruro y metales tóxicos como el plomo y el mercurio. Todas estas sustancias pueden dañar la salud humana cuando están presentes por encima de ciertas concentraciones en el agua potable.

Puntualización

Sin embargo, se ha demostrado que una baja concentración de flúor promueve la salud dental. Algunas comunidades añaden flúor a su agua con este fin.

La turbidez se refiere a la turbiedad causada por partículas muy pequeñas de limo, arcilla y otras sustancias suspendidas en el agua. Incluso un ligero grado de turbidez en el agua potable es objetable para la mayoría de las personas. La turbidez también interfiere con la desinfección creando un posible escudo para los organismos patógenos. El agua subterránea normalmente tiene una turbidez muy baja, debido a la filtración natural que se produce al filtrarse a través del suelo.

Pormenores

Las aguas superficiales, sin embargo, suelen tener una alta turbidez.

La medida microbiológica más importante de la calidad del agua potable es un grupo de bacterias llamadas coliformes. Las bacterias coliformes normalmente no son patógenas, pero siempre están presentes en el tracto intestinal de los seres humanos y se excretan en grandes cantidades con los desechos humanos. El agua contaminada con desechos humanos siempre contiene coliformes, y también es probable que contenga patógenos excretados por personas infectadas en la comunidad. Dado que es más fácil comprobar la presencia de coliformes que la de tipos específicos de patógenos, los coliformes se utilizan como organismos indicadores para medir la calidad biológica del agua. Si no se encuentran coliformes en el agua, puede suponerse que el agua también está libre de patógenos. Así pues, el recuento de coliformes refleja la probabilidad de que haya patógenos; cuanto más bajo sea el recuento de coliformes, menor será la probabilidad de que haya patógenos en el agua.

Los materiales radiactivos de fuentes naturales e industriales pueden ser contaminantes nocivos del agua.

Informaciones

Los desechos de la minería de uranio, las plantas de energía nuclear y la investigación médica son posibles contaminantes. El estroncio-90 y el tritio son contaminantes radiactivos que se han encontrado en el agua como resultado de las pruebas de armas nucleares.Entre las Líneas En algunas fuentes de agua subterránea se encuentran sustancias naturales como el radio y el gas radón. El peligro del gas radón disuelto no proviene de beber el agua sino de respirar el gas después de que se libera en el aire.

PREOCUPACIONES ESTÉTICAS
El color, el sabor y el olor son características físicas del agua potable que son importantes por razones estéticas más que por razones de salud. El color del agua puede ser causado por hojas en descomposición o por algas, dándole un tono amarillo parduzco. El sabor y el olor pueden ser causados por los orgánicos o gases disueltos que se producen naturalmente. Algunos suministros de agua de pozo, por ejemplo, tienen un olor a huevo podrido que es causado por el gas de sulfuro de hidrógeno.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Más Información

Las impurezas químicas asociadas a la calidad estética (lo artístico, o lo relacionado con el arte o la belleza) del agua potable incluyen el hierro, el manganeso, el cobre, el zinc y el cloruro. Los metales disueltos confieren al agua un sabor amargo y pueden manchar la ropa y los accesorios de fontanería. El exceso de cloruros le da al agua un desagradable sabor salado.

DUREZA
Otro parámetro de la calidad del agua es la dureza. Es un término que se utiliza para describir el efecto de los minerales disueltos (sobre todo el calcio y el magnesio). Los minerales causan depósitos de incrustaciones en las tuberías de agua caliente, y también interfieren con la acción de enjabonado del jabón. El agua dura no daña la salud humana, pero los problemas económicos que causa la hacen objetable para la mayoría de las personas.

Normas

Las normas de calidad del agua establecen límites a las concentraciones de impurezas permitidas en el agua. Las normas también afectan a la selección de las fuentes de agua cruda y a la elección de los procesos de tratamiento. El desarrollo de normas de calidad del agua comenzó en los Estados Unidos a principios del siglo XX. Desde entonces, el número total de contaminantes regulados ha aumentado a medida que han mejorado los conocimientos toxicológicos y las técnicas de medición analítica. Los métodos de análisis modernos permiten ahora la detección de contaminantes en concentraciones extremadamente bajas, tan bajas como una parte de contaminante por cada mil millones de partes de agua o incluso, en algunos casos, por cada billón de partes de agua. Las normas de calidad del agua están en continua evolución, y por lo general son cada vez más estrictas. Como resultado, el número de contaminantes regulados aumenta con el tiempo y sus concentraciones permitidas en el agua se reducen.

Las regulaciones de agua potable en los Estados Unidos incluyen dos tipos de normas: primarias y secundarias. Las normas primarias tienen por objeto proteger la salud pública, mientras que las normas secundarias se basan en factores estéticos más que en los efectos sobre la salud. [rtbs name=”derecho-a-la-salud”] Las normas primarias especifican los niveles máximos de contaminantes para muchos parámetros químicos, microbiológicos y radiológicos de la calidad del agua. Reflejan el mejor juicio científico y técnico disponible y tienen en cuenta la exposición de otras fuentes en el medio ambiente y de los alimentos. La turbidez también se incluye en las normas primarias debido a su tendencia a interferir con la desinfección. Las normas secundarias son directrices o niveles máximos sugeridos de color, sabor, olor, dureza, corrosividad y algunos otros factores.

Consumo de agua municipal

El consumo de agua en una comunidad se caracteriza por varios tipos de demanda, incluidos los usos domésticos, públicos, comerciales e industriales. La demanda doméstica incluye el agua para beber, cocinar, lavar, lavar la ropa y otras funciones domésticas. La demanda pública incluye el agua para la protección contra incendios, la limpieza de las calles y el uso en escuelas y otros edificios públicos. La demanda comercial e industrial incluye el agua para tiendas, oficinas, hoteles, lavanderías, restaurantes y la mayoría de las plantas de fabricación. Por lo general, existe una amplia variación en la demanda total de agua entre las diferentes comunidades. Esta variación depende de la población, la ubicación geográfica, el clima, la extensión de la actividad comercial e industrial local y el costo del agua.

El uso o la demanda de agua se expresa numéricamente por el consumo medio diario per cápita (por persona).Entre las Líneas En los Estados Unidos el promedio es de aproximadamente 380 litros (100 galones) per cápita por día para las necesidades domésticas y públicas.Entre las Líneas En general, la demanda total media es de unos 680 litros (180 galones) per cápita por día, si se incluyen los usos comerciales e industriales del agua. (Estas cifras no incluyen las extracciones de fuentes de agua dulce para fines tales como el riego de cultivos o las operaciones de refrigeración en instalaciones de generación de energía eléctrica). El consumo de agua en algunos países en desarrollo puede llegar a un promedio de tan sólo 15 litros (4 galones) per cápita por día. Se estima que el promedio mundial (o global) es de aproximadamente 60 litros (16 galones) por persona y día.

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En cualquier comunidad, la demanda de agua varía según la estación, el día y la hora.Entre las Líneas En un día caluroso de verano, por ejemplo, no es inusual que el consumo total de agua llegue al 200% de la demanda media. Las demandas máximas en las zonas residenciales suelen producirse por la mañana y en las primeras horas de la tarde (justo antes y después de la jornada laboral normal).

Puntualización

Sin embargo, la demanda de agua en los distritos comerciales e industriales suele ser uniforme durante la jornada laboral. Las demandas mínimas de agua suelen producirse en las horas muy tempranas o anteriores al amanecer de la mañana. Los ingenieros civiles y ambientales deben estudiar cuidadosamente los patrones de uso de agua de cada comunidad para diseñar sistemas eficientes de bombeo y distribución.

Revisión de hechos: Brite

Tratamiento y Distribución de Aguas

Tratamiento de Aguas

El agua de los ríos o lagos rara vez es lo suficientemente limpia para el consumo humano si no se trata o purifica primero. Véase más sobre los procesos y el significado social del tratamiento de aguas.

Distribución del Agua

Un sistema de distribución de agua (véase muchos más detalles aquí) debe suministrar cantidades adecuadas de agua a presiones suficientes para el funcionamiento de las instalaciones de fontanería y el equipo de lucha contra incendios, pero no debe suministrar agua a presiones lo suficientemente altas como para aumentar la incidencia de fugas y roturas de tuberías.

[rtbs name=”crisis-del-agua”] [rtbs name=”cambio-climatico”]

Recursos

[rtbs name=”informes-jurídicos-y-sectoriales”][rtbs name=”quieres-escribir-tu-libro”]

Véase También

Agua, asequibilidad, Escasez de agua, Políticas en favor de los pobres, Tarifas, Crisis del Agua, Escasez de agua,

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