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Elementos. Arsenico (As)

El elemento arsénico con símbolo As tiene un número atómico 33. Su nombre proviene de la palabra Zarnikh en persa, que significa amarillo, aunque también podría provenir del vocablo griego “arsenikon” que significa masculino.

Solía ser más común como pigmento para hacer el papel tapiz de color verde, pero el moho que crece en las paredes de la época formaba un compuesto que mataba a los que vivían ahí.

Un veneno por excelencia usado en la antigüedad. Hoy en día se utiliza para hacer transistores y también para hacer medicamento para alimento de animales de granja, aunque su uso de está manera ya está mucho más restringido que a mitad del siglo pasado donde se usaba como suplemento para las gallinas.

Dado su toxicidad se utiliza como preservador de la madera pues ataca a los insectos, las bacterias y los hongos que puedan destruirla. En particular se utiliza el arseniato de cobre cromatado conocido como CCA por sus siglas en inglés.

El arsénico tiene otros usos en la industria médica, la ingeniería de baterías, o inclusive militarmente como un arma química. Puede ser usado en el proceso de bronceado de metales, en proyectiles balísticos o en cristales. También se mezcla con el cobre, en especial para protegerlo cuando se esta en constante contacto con el agua como cuando se usa para hacer tuberías.

Es uno de los 22 elementos que se presenta de manera natural, se pueden encontrar rastros de él en la tierra y rocas del estado de Baja California Sur, Coahuila y otras partes del país.

En el 2005, China era el principal productor de éste mineral consolidando más del 50% de la producción total seguida por Chile, Perú y Marruecos. Esto tal vez se debe a que los países de primer mundo han cerrado sus operaciones por los factores ambientales. Principalmente se genera el arsénico como un subproducto de la minería de cobre.

Fuentes:  youtube.comproyectoconcordia.comfacts-about.org.uk

Imágenes: 3.bp.blogspot.comperiodictable.com

Rellenos Sanitarios: Tratamiento de Lixiviados

Día a día aumenta la preocupación mundial por  una sociedad más ecológica; por tal motivo, con la tecnología a la mano, ahora es común el reciclaje, la separación de desechos y los rellenos sanitarios por mencionar algunas maneras de atacar el problema de la basura.

Es un hecho que los rellenos sanitarios son una solución ampliamente  utilizada, pero conllevan el problema de los lixiviados. Estos son el producto resultante del contacto del agua con los residuos sólidos resultando en un líquido altamente contaminante ya que recogen gran cantidad de sustancias que originalmente estaban dentro de los residuos.

Los lixiviados tienen el potencial de contaminar aguas subterráneas, aguas superficiales y suelos ya que contienen desde amoniaco hasta plaguicidas y metales.

Por lo anterior se considera de suma importancia el tratamiento de los mismos. Existen dos formas de atacar el problema:

- La primera es evitar o minimizar el contacto de agua con los residuos sólidos.

- La segunda es tratar los lixiviados antes de liberarlos o contenerlos.

El problema es que es mucho más fácil en teoría que en la práctica, ya que no se le puede dar el mismo tratamiento a un lixiviado de agua potable que al de agua de lluvia. Es altamente corrosivo y puede reaccionar con las tuberías al circular por estas. Algunos tipos de tratamientos son: los procesos anaeróbicos, aeróbicos, membranas, bioreactores, evaporación e inclusive la recirculación de lixiviados.

Como se puede observar, es uno de los problemas más desafiantes de la ingeniería, y por lo mismo existen una gran cantidad de tecnologías e investigaciones al respecto para tratar de remediar este efecto secundario de los rellenos sanitarios.

Imagen Vía: viridiancolombia.com

Vía: viridiancolombia.com

Sistema General de Drenaje 2

Sellos hidráulicos ó sifones

Se llama sifón físico a un aparato constituido por un tubo doblado y acodado, siendo sus dos ramas de diferentes longitudes y su función la de poder transvasar líquidos de un depósito a otro, colocados a distintos niveles. Son los elementos que evitan que entre los malos olores ó gases de la red de drenaje al anterior de los edificios pero con el diámetro de tubería apropiado, permite el paso de líquidos y materias sólidas suspendidos en el agua.

Deben ser autolimpiables, es decir capaces de arrastrar con cada descarga del aparato todo el contenido que este en el sello hidráulico, por lo que no debe quedar sedimentos en el interior que posteriormente se descompongan. Estos sifones se hacen de hierro fundido, cobre, bronce, plástico, ó como en los WC están integrados al mueble y son del mismo material.

Las ordenanzas normalmente obligan la colocación de un sifón en todos aquellos puntos en que la cañería comunica al exterior, exceptuando las bocas de desagüe y las cañerías de ventilación o evacuación de gases.  La carga mínima de los sifones debería ser del orden de 40 milímetros.

Imagen Vía: siss.gob.cl

Sistema General de Drenaje

Las partes principales de un sistema general de drenaje son:

1) Tuberías de evacuación.

2) Sellos hidráulicos ó sifones.

3) Tuberías de ventilación.

4) Registros y trampas.

5) Fosas sépticas y pozos de absorción.

Tuberías de Evacuación


Son el conjunto de ramales horizontales, bajadas y colectares que forman el sistema de salida del agua de desecho general. Los materiales más comunes son: tuberías y accesorios de PVC, hierro fundido, cobre, tubo de concreto ligero.

La función de las tuberías de evacuación es sacar rápidamente las descargas de los aparatos sanitarios y demás muebles e impedir el paso al interior de las construcciones de olores, insectos y de microorganismos que se encuentran en el sistema de drenaje. Deberán ser impermeables al agua e instalados de tal modo que los asentamientos ó movimientos del edificio no den origen a fugas, también deberán ser resistentes a la acción corrosiva de los líquidos que desalojen.

Imagen Vía: italsan.es

Especificaciones para Colocación de Tuberías 2

c)  Control del Golpe de Ariete

Los sistemas de control normalmente empleados son:

  • Válvula de retención situada en la descarga de las bombas, dotada de contrapeso y manivela para ayudar la maniobra de cierre.
  • Válvula de retención de resorte situada en la descarga de las bombas.
  • Válvula de retención de cualquiera de los dos tipos anteriores junto con la válvula reguladora de alta presión.
  • Válvula de control positivo situada en la descarga, enclavada de manera que se abra a una presión prefijada durante el arranque y se cierre a velocidad predeterminada después del corte de energía.
  • Válvulas de purga y admisión de aire situadas en la estación de bombeo y en los puntos altos de la tubería de impulsión para limitar el desarrollo de presiones inferiores a la atmósfera.

d)  Calefacción y Ventilación

Todas las estaciones de bombeo, excepto las situadas en climas cálidos, deben tener una instalación de calefacción con control automático para evitar el riesgo de congelación del agua durante la época fría. En la cámara seca  de  estaciones con personal permanente es conveniente tener una temperatura agradable.

La instalación de ventilación de las cámaras de aspiración y seca debe estar totalmente independizada y   todos  los   orificios  de   paso   de   tuberias  a   cables  eléctricos  han de   estar  perfectamente impermeabilizados para conseguir la estanqueidad a prueba de gas. Las cámaras de aspiración deben incluir sistemas de ventilación mecánica bien distribuidos en todo el recinto, la salida del aire forzado se realiza por la parte superior de la estación.

La cámara seca debe tener una buena ventilación, ya sea con ventiladores que fuercen el aire o lo extraigan o bien mediante ambos métodos, lo cual se utiliza en grandes estaciones.

Especificaciones para Colocación de Tuberías

Existen ciertas especificaciones que deben considerarse para la instalación de sistemas de tuberías. Para empezar, deben ser adecuados al suelo al que han de colocarse y ser capaces de resistir la corrosión interna que pueda originar el agua  residual a transportar. Los puntos a considerar son:

  • Recubrimiento
  • Anclaje
  • Control del golpe de Ariete
  • Calefacción y ventilación

a) Recubrimiento

Las  tuberías  de impulsión  suelen  construirse, normalmente,  a  profundidades relativamente pequeñas. Se recomienda disponer un recubrimiento mínimo de 0.9 m para minimizar la sobrecarga de impacto, aunque es deseable que el valor adoptado sea algo superior

b) Anclaje

Las tuberías han de anclarse para resistir los empujes que se producen en ciertos puntos tales  como  cambios  de  dirección,  codos  y  conexiones  con  ramales.  El anclaje  necesario  puede conseguirse mediante la instalación de juntas reforzadas o macizos de hormigón. Para resistir empujes horizontales se recomienda utilizar juntas flexibles autorreforzadas o bien reforzadas mediante varillas y abrazaderas.

Imagen Vía: iecca.net

Cajas Rompedoras de Presión Prefabricadas

Las cajas rompedoras de presión prefabricadas de PEAD deben ser instaladas solamente cuando el agua ha sido bien tamizada de manera que no se puedan acumular los sedimentos y atorar en las cajas. El “esnorkel” de PEAD de 50 cm deben tener varios tamices puestos que los que están más al exterior están expuestos a que los niños los deterioren. Se necesita una caja de válvula de albañilería de piedra para proteger el “esnorkel” y tubo de drenaje con declive para transportar cualquier rebose que se presente.

Tienen varias ventajas y desventajas, algunas de las cuales son las siguientes:

Ventajas:

  • Peso ligero.
  • Se fabrican rápidamente y con toda facilidad en un taller.
  • Fácil y rápida instalación.
  • Requieren poco espacio.
  • Proveen buena protección para que no se contamine el flujo.
  • Se hacen de materiales que son de fácil disponibilidad (sobrante de tubo PEAD y
  • reducciones).

Desventajas:

  • No son tan sólidas como las cajas de mampostería.
  • Es más difícil la instalación de las válvulas de control (requieren cajas externas de válvulas).
  • Requieren alguna protección de mampostería de piedra seca.

Hidráulica de Pozos

Para fines de abastecimiento de agua potable los problemas que generalmente estudia la hidráulica de pozos, son los siguientes:

  • Identificación de sistemas de flujo (confinado, semiconfinado, etc.) y determinación de sus características hidráulicas (permeabilidad, transmisibilidad, almacenamiento, etc.). El conocimiento de las características hidráulicas es esencial, ya que es de suma importancia para proveer las variaciones de los niveles de agua bajo diferentes condiciones de bombeo de uno o varios pozos, y para la cuantificación del volumen aprovechable del acuífero en estudio.
  • Predicción del comportamiento de los niveles de agua, utilizando las fórmulas de la hidráulica de pozos y conocidas las características hidráulicas del acuífero. En cuanto al gasto requerido, es posible conocer con anticipación los abatimientos producidos en captaciones próximas al pozo, ó bien, en que medida se pueden interferir varios pozos entre sí.
  • Diseño de campo de pozos, cuando se requiere la utilización de varios. El problema consiste en definir el número, su localización y el gasto de explotación conveniente, para no originar interferencias entre ellos.

Image Vía: flickr.com

Pozos

Un pozo es una perforación vertical en general de forma cilíndrica y de diámetro menor que su profundidad.  Así, el agua disponible en el subsuelo penetra a lo largo de las paredes creando un flujo de tipo radial. En la práctica, se clasifican los pozos en poco profundos o someros y en pozos profundos.

La profundidad del pozo es un factor muy importante cuando se considera el riesgo que representa a la contaminación del agua subterránea.  Los contaminantes que se infiltran desde la superficie del suelo pueden chorrear e impactar al agua subterránea más fácilmente cuando el pozo es poco profundo.  Esto también sucede cuando el pozo no está bien construido.

Existen tres tipos de pozos: excavados, perforados y taladrados.

Pozos Excavados

Un pozo excavado normalmente tiene 3 pies (1 m) de diámetro o más y es construido a mano.  Este tipo de pozo representa un mayor riesgo de contaminación por ser poco profundo. Generalmente tiene protección mínima y está expuesto a la aguas de escorrentía o escurridero.

Pozos Perforados

Los pozos perforados tienen un diámetro de dos pulgadas o menos y son instalados en áreas donde el suelo es arenoso.  Estos pozos son poco profundos y presentan un alto riesgo de contaminación.

Pozos Taladrados

Un pozo taladrado es construido a una profundidad de 50 pies (16 m) o más, es sellado apropiadamente y tiene una camisilla propiamente instalada.  La instalación de una camisilla de acero o plástico, y el material de sellar hace que este tipo de pozo sea menos susceptible a la contaminación.

Imagen Vía: definicionabc.com

Diseño de las Galerías Filtrantes

Consideraciones básicas

Los parámetros que influyen en el rendimiento de las galerías de filtración son la conductividad hidráulica, el espesor del acuífero y la gradiente hidráulica, siendo esta última importante para los acuíferos con escurrimiento propio. De estos tres parámetros, el que influye directamente en todos los tipos de galerías es la conductividad hidráulica y depende de numerosos factores como:

  • a) La forma, disposición y tamaño de los granos del material filtrante del acuífero,
  • b) La viscosidad y densidad del fluido

A fin de determinar las características de  diseño de las galerías, es necesario hacer excavaciones o perforaciones de prueba en cada caso específico. En vista de que las galerías son obras costosas, conviene determinar:

  • 1) la permeabilidad media del acuífero, para estimar la producción por metro lineal de galería
  • 2) la granulometría del terreno para determinar las características de la grava de envoltura.

En caso de gastos pequeños, del orden de 3 a 5 lts/s, normalmente basta una excavación de prueba hasta una profundidad conveniente por debajo del nivel estático del agua.

Se extrae luego el agua con bomba, a una tasa fija y se observa el descenso de nivel. La estabilización de dicho nivel para una tasa fija de bombeo prolongado, significará que el recargamiento natural del acuífero desde el río, iguala el gasto extraído. A base de este gasto y estimando el área total de penetración del agua en la excavación de prueba, puede formarse una idea acerca de la longitud necesaria de galería para el gasto de diseño.

Imagen Vía: virtual.unal.edu.co