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Disponibilidad, almacenamiento, equipos y conducción para suministrar agua a una ciudad (II)

Sobre el blog

Javier Navarro
Ingeniero civil, dedicado a Asesoría, proyecto, construcción e inspección de agua potable, agua servida y drenaje tanto de ciudades, urbanismo y todo lo relacionado con estos servicios desde 1980 en Venezuela.
  • Disponibilidad, almacenamiento, equipos y conducción suministrar agua ciudad (II)

Este trabajo es el complemento a la publicación realizada en la revista iAgua con el nombre Disponibilidad, almacenamiento, equipos y conducción para suministrar agua a una ciudad (I)”, donde expongo la dotación estimada por persona y uso en Venezuela cuya temperatura va entre 18 y 43 grados centígrado en ciertas épocas del año, aunque cada nación debe de tener sus normas y puede variar entre zona fría y zona caliente. Esta clasificación por dotación es más que todo para su uso en proyecto de agua en ciudades para el cálculo de suministro de agua de la población. En Venezuela tenemos “Normas para Proyecto, Construcción, Reparación, Reforma y Mantenimiento de Edificaciones”. Esta publicación consta de 659 artículos que indican los requerimientos obligatorios que debe de regir. En esta parte de la publicación indicaré solamente las que se refiere a dotaciones en forma resumida.

De igual forma, indicaré en este escrito el volumen de agua aproximado que necesitan alguna actividades de la industrial, agrícolas. Estos valores son aproximados, ya que depende de muchas variables, clima, riego, sistema de tratamiento y producción.

A continuación, indicaremos el consumo de agua de la industria, tanto del agro como de otros tipo de industrias Creí importante notificarlo porque la mayoría de naciones, este volumen de agua es sacado de embalses para la producción de sus industria, y el gobierno nacional tiene que tener un control de estos para garantizar el suministro de agua tanto a la población como a la industria.

Consumo de agua en alimentos

Almendras de California, EU

Aproximadamente el 80% de las almendras del mundo se cultivan en California. Un estudio reciente encontró que entre 2004 y 2015, se necesitaron un promedio de 12 litros de agua para cultivar solo una almendra de California.

Aguacates de Petorca, Chile

De acuerdo con la organización holandesa Water Footprint Network (Red de la Huella Hídrica), la cual aboga por una mejor gestión de los recursos hídricos, se necesitan un promedio de 2,000 litros de agua (unas 10 bañeras llenas), para cultivar solo un kilo de aguacates.

Caña de azúcar de Pakistán

"La caña de azúcar es uno de los cultivos que requieren de un uso intensivo del agua", indica Yoshihide Wada.

Se necesita un promedio de 210 litros de agua para producir un kilo de caña de azúcar. La huella del azúcar refinada es de 1,780 litros de agua, nueve bañeras llenas, por kilogramo, según Water Footprint Network.

Igualmente, la caña según investigador de la Universidad Nacional también indicó que por cada litro de producido se generan entre 2 y 3 litros de aguas residuales etanol de caña de azúcar.

Arroz de Punjab, India

India es el principal exportador de arroz del mundo, pero en algunas partes del país, el cultivo de arroz está consumiendo el agua subterránea más rápido de lo que se puede reponer.

El arroz utiliza 1,670 litros de agua, ocho bañeras llenas, por kilogramo, de acuerdo con información de Water Footprint Network.

Plátanos de República Dominicana

Un plátano grande en promedio consume 160 litros de agua, señalan datos de Water Footprint Network.

Producto alimenticios

Para producir medio kilo de trigo se requieren 500 litros de agua; para medio kilo de maíz, 450 litros; y para medio kilo de lentejas, 25 litros. Unas aceitunas, como las que te ponen en el bar, necesitan 250 litros de agua. Para una única manzana se requieren 70 litros de agua, y en el caso de una naranja, 50 litros.

Las legumbres y cereales, el arroz se sitúa a la cabeza de los alimentos que más agua consumen: 1.700 litros para medio kilo de arroz. Para producir medio kilo de trigo se requieren 500 litros de agua; para medio kilo de maíz, 450 litros; y para medio kilo de lentejas, 25 litros. Una simple ración de aceitunas necesita 250 litros de agua para su producción. Para una sola manzana se requieren 70 litros de agua; para una naranja, 50 litros; para una patata, 25 litros; o para producir una lechuga o un tomate, 13 litros de agua.

Carne

La carne el producto que más litros precisa para su elaboración (15.400 litros de agua para producir 1 kilo de ternera; 8.700 litros para 1 kg. de cordero; cerca de 6.000 litros para 1 kg. de cerdo y 4.300 litros para 1 kg. de pollo).

Leche y bebidas

En cuanto a las bebidas, la leche es la que más agua necesita para su producción: 1.000 litros para generar un litro de leche. 840 litros de agua son necesarios para producir una jarra de café; 720 litros, para una botella de vino; 190 litros, para un vaso de zumo de manzana.

Cervecera y bebidas no alcohólicas

Las distintas firmas embotelladoras tienen sus propios protocolos e incluso marcan las líneas de tratamiento de agua a seguir, a fin de homogeneizar la calidad de sus productos y cumplir con los parámetros exigidos por la legislación sobre aguas potables. Que consiste en realizar la depuración por etapas.

Las aguas de red suelen tener niveles de turbidez del orden de las 10 NTU que equivalen aproximadamente a un SDI (Silt Density Index) de 5, lo que supera, en muchos casos, los valores exigidos para las siguientes barreras de tratamiento. Las aguas de pozo suelen tener valores de turbidez inferiores (< 5 NTU), en cualquier caso, se acostumbra a hacer un tratamiento de filtración como medida preventiva en ambos casos.

Por otro lado, el futuro se orienta al vertido cero, con lo que los procesos de concentración / evaporación y cristalización de residuos y sales se irán imponiendo en la medida en que la legislación medioambiental se haga más exigente y las tecnologías evolucionen.

Se estima que para producir 1 litro de cerveza en una fábrica moderna se consumen entre 3 y 5 litros de agua. Esa cantidad es la necesaria tanto para la elaboración de la bebida como para la limpieza del equipo usado en la fabricación y para producir refresco su consume aproximadamente rs cuatro litros de agua por litro de refresco, cuando el índice óptimo debe ser dos litros de agua por litro de refresco.

Consumo de agua en la industria

El sector industrial utiliza cerca del 20% del agua extraída a nivel mundial, incluyendo el agua destinada a la generación de energía hidráulica y nuclear, energía termoeléctrica y procesos industriales.

Papel

Para fabricar una tonelada de papel se emplean de 150.000 a 200.000 litros de agua y para producir un paquete de 500 folios de fibra virgen 130,6 litros de agua.

Hasta 85% del agua es utilizada como agua de proceso, es decir, se usa en calderas, refrigeración, disolución de productos químicos e intercambiadores de calor.

Lavadoras

Para una capacidad de carga de 7 Kg de ropa, en el mercado encontramos modelos que consumen desde 42 a 62 litros de agua, para una capacidad de carga de 5 Kg, de 39 a 52 litros (la horquilla es mucho más estrecha que en el caso de los lavavajillas).

Una lavadora doméstica puede consumir hasta 150 litros de agua por ciclo de lavado, mientras que en una lavadora industrial el consumo se reduce a una media de unos 90 litros. Si tenemos en cuenta que en cada ciclo de lavado de una lavadora industrial cabe mucha más ropa que en una lavadora doméstica, el ahorro es más que considerable.

Productos farmacéuticos

El agua en el laboratorio, además de usarse para lavar el material de vidrio, sirve también como agua de alimentación para sistemas que producen agua ultrapura. La calidad del agua en el laboratorio es una de las principales preocupaciones de quienes intentan llevar a cabo experimentos precisos y eficientes.

La organización American Society for Testing and Materials (ASTM en inglés) y la International Organization for Standardization son también dos de los principales organismos internacionales que han dictaminado diferentes clases o niveles de pureza del agua.

Tipos de Agua Destilada

Agua destilada grado I. El agua destilada de tipo I o grado I, debe prepararse mediante destilación u otro proceso similar.

Luego de esto, se le aplica un pulido realizado sobre la base de un lecho mixto de materiales de intercambio iónico y un filtro de membrana de 0.2 µm. Cuando se realiza el pulido, el agua utilizada para lograr dicha pureza debe si o si tener una conductividad máxima de 20 µS / cm a 298K (25oC). 

Agua destilada grado II

El grado II, el agua necesita destilarse usando un alambique que está especialmente diseñado para producir un destilado que tenga una conductividad de menos de 1.0 µS / cm a 298 K (25 ° C).

Agua destilada grado III. Y IV son muy parecido como son Destilación, Intercambio iónico, Ósmosis inversa de electrodesionización y la diferencia está en la etapa final que el grado III se realiza con Pulido con membrana de 0,45 µm y el grado IV con Electrodiálisis.

Metalúrgica

En esta industria podemos dividir en dos partes: la minería propiamente dicha y la industria de dedicada a la metalúrgica.

En la parte de la industria metalúrgica podemos decir:

En lo referente a la minería son volúmenes muy altos y la mayoría de ellos es agua sacada de ríos, lagos artificiales, y en su mayoría no tiene tratamiento y contamina los ríos con las consecuencias para la población que consume el agua.

Y con respecto al agua para la producción metalúrgica en forma general podemos decir que el consumo total de agua por tonelada métrica, es bajo, entre 1,6-3,3 m3. Y la pérdida de agua viene principalmente de la evaporación ya que el 90% del agua se descarga después del enfriamiento y tratamiento.

El Cuidado de las agua de este tipo de industria es la calidad que debe de tener para su descarga para no contaminar tantos los ríos y los acuíferos, en países que se dedican a la minería tienen reglamento especiales para estas descargas.

Automovilística

La fabricación de un automóvil se divide en 9 etapas que pueden variar de acuerdo con cada casa automotriz, pero en ello se ocupan aproximadamente 4,000 litros de agua.

En el caso de la prueba de lluvia, un examen promedio simula una tormenta de 150 litros de agua por cada metro cuadrado, aproximadamente 2,500 litros de agua que se reciclan para las pruebas posteriores.

Esta industria recircula el agua y prevé reducir el consumo variando la técnica del uso del agua.

Cauchos

En términos prácticos, para fabricar un neumático nuevo se necesitan 1.950 litros de agua y sólo 878 litros para un neumático renovado, es decir se ahorra un 45% de agua.

Mucha de esta agua dependiendo la industria tiene un proceso de reciclaje.

Centrales eléctricas

Las clasificaciones de centrales eléctricas pueden ser de varios tipos pero en este caso nos dedicaremos a dos que son las que requieren más agua que es nuestro tema, considere interesante tocarlo someramente.

Las centrales eléctricas nucleares están situada en sitio cercano ríos, lagos y en la zonas oceánicas por el volumen de circulación de agua que requiere y cuando el agua es tomada del rio cada nación permite un máximo para no perjudicar a la población y a la agricultura.

Cada central nuclear tiene un consumo aproximado de agua para 1.000 MW utiliza entre 15 y 20 hm3/año dependiendo el diseño de la central. De esta cantidad se devuelve al medio alrededor del 95% o también podemos que una central consume, como máximo, 0,4 Hm3 cada año, de acuerdo a estudios la contaminación de estas aguas es casi nulo, la temperatura de estas plantas es un poco superior al agua de entrada ya que pasa por torre de enfriamiento.

Las centrales termoeléctrica este tipo de centrales consumen alrededor de de agua ronda los 3,8 Hm3 para una producción 980 MW.

Estas aguas antes de su descarga en su mayoría tiene un tratamiento especial y el control del agua de las torres de refrigeración industriales es crucial para evitar pérdidas de rendimiento en procesos de enfriamiento en la industria.

Petrolera y petroquímica

Este tipo de industria al igual que las centrales eléctricas están situada en sitio que pueda extraerse un gran volumen de agua, y depende de la producto final de esta industria necesitara mas o menos agua.

La industria petrolera tiene un consumo de agua elevado y genera volúmenes de agua residual considerables. Y esto depende del tipo de petróleo sea tratado. En cifras, se calcula que el sector es responsable de la generación de 1.750 millones de metros cúbicos de agua residual en Europa, (en promedio, a nivel global, de 3 a 5 barriles de agua se producen con cada barril de petróleo), sin embargo junto a esta se inyecta agua dulce y en un contexto en el que hay una gran cantidad de presión para salvaguardar el medio ambiente y ser socialmente responsable, el agua como un recurso tiene que ser protegida, debido a su escasez; es por ello que cada vez se tiende a reutilizarla implementando nuevas tecnologías que la hacen apta para su uso posterior.

China utilizó 169.810 millones de toneladas de agua de mar como refrigerante en las industrias de generación de energía nuclear y térmica, acero y petroquímica en 2020, registrando un aumento de 21.200 millones de toneladas con respecto a 2019, aunque mucha de esta agua este procesada para su reutilización.

La industria petroquímica tiene menos consumo de agua ya que produce los fertilizantes nitrogenados y fosfatados, olefinas, plásticos y productos químicos destinados a satisfacer el mercado nacional e internacional. En lo referente a los plásticos están producciones grandes daños al planeta.

REFERENCIA