Usos, Gestió i Impactes de l'Aigua

Usos de l'Aigua

Consumptiu (suposa reducció de quantitat o qualitat):

• Ús urbà
• Industrial
• Agrícola
• Aigües superficials: sobretot per al regatge
• Aigües subterrànies: abastament urbà i industrial

No consumptiu (no suposa cap reducció de quantitat o qualitat):

• Ús energètic
• Oci
• Navegació

Usos Consumptius

Usos Domèstics o Urbans

• Aigua de boca
• Aigua per a la higiene personal
• Bugades
• Reg de jardins i espais públics
• Piscines privades
• Parcs aquàtics o temàtics

Aigües minerals:

• Es capten a través de pous i galeries.
• Es traslladen immediatament a una planta embotelladora.
• No són objecte de cap desinfecció.
• Controls setmanals per analitzar l'aigua dels contaminants.
• Als voltants de la captació d'aigua no s'hi escampa cap tipus de producte químic o orgànic que pugui contaminar l'aigua.

Usos Industrials

Els usos de l'aigua en el sector industrial són:

• Fluid refrigerant: S'utilitza com a fluid que absorbeix la calor a través de diferents mecanismes.
• Agent de neteja: Es fa servir per eliminar impureses, taques, residus adherits a la superfície, instal·lacions, maquinària i en la higiene personal laboral. L'aigua actua com a dissolvent, dispersant, emulsionador de la brutícia i desplaçant. Aporta calor per accelerar l'acció de la neteja i és el medi on es realitza l'acció química.
• Transport: Les indústries utilitzen l'aigua com a mitjà de transport.
• Matèria primera:
  • Productes químics
  • Detergents líquids
  • Elaboració de productes alimentaris
• Altres usos:
  • Dispositius hidràulics
  • Talls de materials per tall d'aigua a pressió
  • Força motriu en el cas de les centrals generadores d'energia hidroelèctrica o tèrmica

Usos Agrícoles

Constitueix la demanda més gran d'aigua. Té caràcter estacional i és irregular al llarg de l'any.

La quantitat d'aigua utilitzada depèn de:

• Clima
• Sistema de reg
• Tipus de cultiu

Tipus de sistemes de reg:

a) Reg de superfície o per gravetat: L'aigua es mou per efecte de la gravetat.

Exemples:

• Reg a manta: l'aigua es fa circular per solcs fins a vessar pel terreny.
• Reg per inundació: l'aigua s'estanca.
• Reg per infiltració: l'aigua circula per solcs per on s'infiltra.

b) Reg pressuritzat: Es requereix energia mitjançant bombament o amb la pressió proporcionada per basses o dipòsits elevats.

Exemples:

• Reg per aspersió: simula l'efecte de la pluja.
• Reg per degoteig: allibera gotes o un raig fi d'aigua a través d'orificis fets en una canonada de plàstic.

Gestió de l'Aigua

Problemes a part de la distribució irregular de l'aigua:

• En regions seques l'aigua és un bé escàs i fràgil, ja que es contamina amb facilitat.
• En regions amb manca d'aigua sovint se'n fa un consum abusiu (reg de jardins, camps de golf...) per part d'una minoria de la població. Aquest fet limita la distribució a tota la comunitat.
• L'absència de depuració de les aigües consumides n'impedeix la reutilització.
• El consum d'aigua s'incrementa constantment a escala mundial a causa de:
  • Creixement demogràfic
  • Augment del desenvolupament econòmic

Per solucionar el problema de la manca d'aigua hi ha dues vies: la recerca de nous recursos i la millora dels recursos existents.

Cerca de Nous Recursos

a) Embassaments: Preses al llarg dels rius.

• Avantatges: regular crescudes del riu, produir energia, emmagatzemar aigua per a èpoques de sequera…
• Inconvenients: destrucció d'ecosistemes, poblacions, a més, només és possible construir-los en àrees de muntanya…

b) Plantes dessalinitzadores: Requereixen gran inversió i tenen elevats costos d'explotació. Això fa que la implantació sigui només justificable en casos de gran necessitat.

Tenen dos mecanismes:

• Per destil·lació: S'utilitza una font de calor per fer evaporar l'aigua, posteriorment es condensa sense les sals que contenia inicialment. L'aigua destil·lada que s'obté té un contingut en sals molt baix i no és apta per beure; cal aportar aigua amb un cert grau de salinitat per tal d'obtenir la concentració adequada.
• Per osmosi inversa (tecnologia de membranes): S'utilitzen membranes semipermeables. Es requereix la utilització d'una bomba que subministri aigua a pressió per vèncer la pressió osmòtica de l'aigua salada.

Inconvenients:

• Es produeix salmorra (aigua amb una concentració de sal molt elevada), que cal retornar al mar amb canonades. Aquestes aigües poden tenir impacte sobre l'ecosistema marí.
• Consum elevat energètic.
• Temps de vida limitat (8-10 anys).
• L'aigua obtinguda conté alguns minerals que poden ser perjudicials per a alguns cultius (ex: cítrics).
• Cal construir infraestructures molt costoses per fer arribar l'aigua d'un lloc a l'altre o fer servir vaixells.

c) Reciclatge de l'aigua salada: L'aigua pot ser reciclada en una mena de cicle gairebé tancat, per retornar-la als cursos fluvials tal com havia estat extreta, de manera que es pugui tornar a utilitzar aigües avall. L'aigua reutilitzada s'utilitza fonamentalment per al reg, per a instal·lacions esportives i per a jardins.

d) Transvasaments: Consisteix a exportar aigua de conques excedentàries a conques deficitàries.

Problemes logístics dels transvasaments:

• Cal embassar l'aigua, cal trobar per a cada cas el lloc adequat per fer-ho.
• Les obres d'enginyeria necessiten grans inversions econòmiques.
• Per tal que el transvasament resulti viable econòmicament, l'aigua s'ha d'enviar per gravetat.

Millora de la Gestió dels Recursos Existents

Es pot aconseguir aplicant diverses mesures:

a) Millora de la xarxa de distribució hidràulica: Reduir les pèrdues produïdes en la xarxa.

b) Reforestació: Reforestar les capçaleres dels rius per facilitar la infiltració de l'aigua de pluja i que s'emmagatzemi com si fos un aqüífer.

c) Política de preus: Aplicar una política de preus per afavorir l'estalvi d'aigua i penalitzar-ne el malbaratament.

d) Educació: Realitzar campanyes de sensibilització a la població.

e) Millora de l'eficàcia dels sistemes de regatge: Utilitzar sistema de reg gota a gota o per aspersió en comptes del reg a manta o per gravetat.

f) Ordenació del territori: Replantejar-se el tipus de conreu i utilitzar les plantes adequades al clima.

g) Mesures d'estalvi domèstic: Posar difusors d'aixetes, cisternes de doble sortida, electrodomèstics de baix consum.

h) Utilitzar espècies autòctones en parcs i jardins: La utilització de gespa en regions àrides (o en camps de golf) és una contradicció, ja que s'ha de regar constantment.

i) Reciclatge: L'aigua pot ser reutilitzada per empreses, mitjançant cicles tancats en els quals es depura.

Impactes sobre la Dinàmica de la Hidrosfera

Embassaments

Avantatges:

• Font d'energia hidroelèctrica
• Magatzem d'aigua
• Regulador del cabal d'aigua
• Lloc per a activitat de lleure

Impactes negatius:

• Quantitat de sediments que arriben a la costa (retrocés en deltes)
• Quantitat d'aigua dolça que arriba als deltes (intrusió salina)
• Rebliment dels embassaments (pels sediments acumulats)
• Poder erosiu de l'aigua que surt de l'embassament
• Concentració de contaminants aigües avall de l'embassament
• Impediment de la migració d'algunes espècies
• Alteració del paisatge natural
• Efectes sobre la població de la zona afectada
• Pèrdua del patrimoni
• Risc de trencament de la presa

Obres de Canalització

• Funció: Fixar la llera per protegir persones i béns materials.
• Inconvenients: alteracions en el riu i reducció de l'espai destinat al riu.

Tipus de canalitzacions:

a) Cobriment del llit:

• S'elimina la funció de corredor biològic.
• No es respecta la llum per al cabal.
• Impedeix la recàrrega dels aqüífers.

b) Murs de contenció:

• Evita l'erosió lateral dels rius en llocs poblats.
• Si es fa amb formigó evita el creixement de les plantes.

c) Dics:

• Estructures aixecades fins a uns metres de la superfície per impedir el desbordament del riu.
• Dificulta la recàrrega dels aqüífers i malmet els boscos de ribera.

Transvasaments

Impactes:

• Recàrrega dels aqüífers
• Respectar el cabal ecològic (no sempre es fa)
• Aportació de sediments a la desembocadura
• Propagació de les espècies invasores

Sobreexplotació d'Aqüífers

Impactes:

• Mobilització d'aigües contaminades del subsòl
• Modificació de la dinàmica hídrica

Contaminació de l'Aigua

Focus de Contaminació

a) Naturals: restes d'excrements, fulles seques...

b) Antròpics: produïdes pels humans.

• Industrials: metalls pesants, greixos, olis, sals...
• Agrícoles i ramaders: plaguicides i pesticides, fertilitzants, fems i purins.
• Urbans: aigües de claveguera, neteja pública, activitats industrials...
• Miners: residus àcids i tòxics, metalls pesants...

Legislació sobre Abocaments

a) Abocaments a la llera pública: Les aigües residuals que s'aboquen a la llera pública tenen uns límits fixats respecte als contaminants.

b) Abocaments al clavegueram: Cal autorització a l'ajuntament. Els límits són més permissius, ja que al final es depuren.

c) Abocaments al mar: Cal una autorització amb uns límits de contaminants.

Efectes de la Contaminació de les Aigües

La dinàmica fluvial té uns mecanismes d'autodepuració. Els efectes sorgeixen quan la càrrega de contaminants és massa alta.

a) Eutrofització: En aigües estancades hi arriben massa nutrients i proliferen les algues a la superfície, que fan que no arribi llum al fons i l'O2 de la seva activitat fotosintètica vagi cap a l'atmosfera. Quan es moren, cauen al fons i la seva descomposició provoca un esgotament de l'oxigen, provocant la mort a la resta d'éssers. Es dóna la descomposició anaeròbica i s'alliberen gasos amb mala olor (àcid sulfhídric, amoníac...).

• Resultat: aigua verdosa amb mala olor.
• Causa: excés de P i N (fertilitzants, sabons, purins...).

Mesures per reduir l'eutrofització:

• Limitar els abocaments domèstics i agrícoles en ecosistemes aquàtics reduïts.
• Depuració de les aigües.
• Injectar oxigen en els llocs afectats.
• Limitar la quantitat d'adobs en l'agricultura.

b) Marees negres: El mar també té un poder d'autodepuració sempre que la càrrega de contaminats no sigui molt alta.

La contaminació depèn de:

• Quantitat de contaminant
• Tipus d'abocament
• Distància a la costa
• Corrents marines
• Tipus de mars
• La font més important és la del petroli.
• Origen:
  • Neteja de tancs i vaixells
  • Accidents petroliers
  • Abocaments de refineries i altres indústries

Efectes negatius:

• Manca d'oxigenació i de llum
• Mort d'organismes marins
• Pèrdua del poder termoaïllant
• Disminució de la flotabilitat
• Disminució del turisme

Mesures per reduir l'impacte del petroli quan no està a la costa:

• Recollida mecànica amb flotadors i aspiradors
• Combustió (provoca contaminació atmosfèrica)
• Abocament de detergents per dispersar el cru
• Enfonsament del cru afegint material absorbent

Legislació sobre el transport de mercaderies (OMI):

• Prohibir els abocaments de la neteja dels vaixells
• Obligació del doble casc en els petroliers
• Plans d'emergència en els països on circulen petroliers

c) Sobreexplotació d'aqüífers:

• Intrusió salina: sobreexplotació dels pous per la gran demanda de turisme a les poblacions costaneres.
• Mobilització d'aigües contaminades: la sobreexplotació i la concentració de contaminants fa que l'aigua contaminada es desplaci cap al pou on s'exploti més. L'aigua freàtica sempre es mou segons els desnivells creats en les isopiezes.

La Qualitat de l'Aigua

Indicadors Físics

a) Terbolesa: presència de partícules en suspensió.

b) Sòlids en suspensió: pes dels productes insolubles.

c) Color: depèn de la matèria orgànica i dels metalls (Fe, Mn...).

d) Olor i sabor: depèn de la incorporació d'ions i substàncies en suspensió.

e) Temperatura: l'augment de la temperatura accelera la velocitat de les reaccions químiques (més ràpid el consum d'O2) i la seva disminució provoca la disminució de la solubilitat (disminueix la quantitat d'O2 disponible).

f) Conductivitat: capacitat de conduir electricitat per les sals dissoltes.

Indicadors Químics

a) pH: és de 6-8 en aigües naturals. Depèn de la pluja àcida i dels lixiviats.

b) Duresa: és la suma de les concentracions de Mg i Ca. És la responsable dels dipòsits formats en les canonades.

c) O2 dissolt: un dels indicadors més importants, ja que participa en molts processos aquàtics.

d) Presència de matèria orgànica: Hi ha la DBO, DQO i COT.

• DBO: mesura l'oxidació feta per microorganismes, per saber si hi ha contaminació orgànica. Mesura l'O2 inicial i final per saber quant s'ha consumit.
• DQO: mesura l'oxidació del dicromat potàssic, per saber si hi ha contaminació orgànica i inorgànica. Un valor utilitzat és la relació DBO5/DQO.

Si DBO5/DQO < 2, contaminació inorgànica.

Si DBO5/DQO > 0,6, contaminació orgànica.

• COT: mesura l'oxidació feta sota unes condicions que provoquin oxidació total de la matèria orgànica.

e) Nutrients:

• N i P: El seu augment pot provocar eutrofització.
• Metalls: efectes tòxics.

Indicadors Biològics

Els mètodes ecològics es basen en les necessitats ecològiques dels organismes; quan aquestes es modifiquen es produeix un canvi en el nombre d'espècies, d'individus, deformacions, alta mortalitat en estat larvari...

Els organismes més utilitzats són:

• Bacteris: indicador d'abocaments quan n'hi ha molts.
• Protozous: per la sensibilitat als tòxics i canvis ambientals.
• Productors primaris: indicadors de l'eutròfia.
• Macroinvertebrats i peixos: només poden viure en aigües molt netes.

Depuració d'Aigües Residuals

Les aigües residuals són les aigües brutes després d'haver-les utilitzat. Es depuren per tornar-les al medi com menys brutes millor.

Procés de depuració:

a) Pretractament: eliminació dels residus sòlids grans amb unes reixes.

b) Tractament primari o fisicoquímic: es decanta l'aigua i els sòlids sedimentats (fangs) van cap a la línia de fangs. S'afegeixen coagulants químics perquè els col·loides vagin al fons.

c) Tractament secundari: és el tanc d'aireig on l'O2 s'agita per afavorir la descomposició de la matèria orgànica per microorganismes.

d) Tractament terciari: nova decantació amb coagulants. Els bacteris i les restes es sedimenten al fons (seran els fangs secundaris) i el que surt es pot abocar als rius o al mar.

Les dues fases de decantació generen fangs que necessiten un tractament per reduir-ne el volum, el pes i la perillositat. Van al tractament de la línia de fangs i llavors se'n fa un nou ús o s'eliminen.

La Potabilització

L'aigua que s'utilitza per al consum humà prèviament s'ha de potabilitzar per eliminar els agents perjudicials per a la salut humana.

Es transforma l'aigua de rius o aqüífers en aigua apta per al consum humà en una estació de tractament d'aigua potable (ETAP).

Tractament:

a) Captació i bombament: es capta l'aigua del riu o aqüífer (amb pous) i una estació de bombament l'envia a unes cambres de barreja i repartiment.

b) Cambra de barreja i repartiment: s'afegeixen floculants i s'agita per homogeneïtzar-la.

c) Decantador: els flocs es dipositen al fons i l'aigua neta passa cap a uns filtres.

d) Filtres de carbó i sorra: els filtres retenen les partícules sòlides menors. L'aigua s'analitza i s'hi afegeix ozó i clor.

e) Dipòsit de sortida i estació de bombament: l'aigua s'emmagatzema en dipòsits i a la sortida es corregeix el clor segons els anàlisis fets i s'envia a una estació de bombament per enviar-la a la xarxa de distribució.