UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA DECANATO DE DOCENCIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL CATEDRA: SANEAMIENTO AMBIENTAL
ASPECTOS BASICOS DE SANEAMIENTO AMBIENTAL PARA LA INGENIERIA CIVIL
REALIZADO POR: MARIA JOSE D’LEON GONZALEZ CI: 20.427.492
SAN CRISTOBAL, JULIO DE 2011
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TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCION .................................................................................................................................. VII I ESTIMACIÓN DE POBLACIÓN (CONCEPTOS Y MÉTODOS) ..................................................................... 8 POBLACIÓN:........................................................................................................................................... 9 PERSPECTIVA DEMOGRÁFICA ................................................................................................................ 9 POBLACIÓN TOTAL (PX) ......................................................................................................................... 9 DISTRIBUCIÓN ESPACIAL: ....................................................................................................................... 9 DENSIDAD DE POBLACIÓN (DX): ............................................................................................................ 9 COEFICIENTE ANUAL DE POBLACIÓN (CAP): ......................................................................................... 10 TASA ANUAL DE URBANIZACIÓN (TAU): .............................................................................................. 10 COMPOSICIÓN POR EDAD Y SEXO: ....................................................................................................... 10 EVOLUCIÓN CUANTITATIVA DE LA POBLACIÓN.................................................................................... 10 TASA DE CRECIMIENTO NATURAL: ................................................................................................................... 10 TASA DE NATALIDAD: ................................................................................................................................... 10 TASA DE FECUNDIDAD: ................................................................................................................................. 10 ESPERANZA DE VIDA (EV): ............................................................................................................................ 10 TASA DE MORTALIDAD: ................................................................................................................................ 10 TASA DE CRECIMIENTO REAL: ........................................................................................................................ 10 METODOLOGÍA:.......................................................................................................................................... 10 MÉTODO NATURAL: ............................................................................................................................. 10 MÉTODO ARITMÉTICO: ........................................................................................................................ 11 MÉTODO GEOMÉTRICO: ...................................................................................................................... 11 MÉTODO DEL PORCENTAJE UNIFORME DE CRECIMIENTO: .................................................................. 11 MÉTODO PROPUESTO POR EL MOPU (ESPAÑA):.................................................................................. 12 MÉTODO GEOMÉTRICO ....................................................................................................................... 12 MÉTODO DE LA TASA DECRECIENTE DEL CRECIMIENTO: ...................................................................... 12 MÉTODO LOGÍSTICO O CURVA EN S ..................................................................................................... 13 MÉTODO COMPARATIVO:.................................................................................................................... 13 MÉTODO PROPORCIONAL: .................................................................................................................. 13 POBLACIÓN ECONÓMICAMENTE ACTIVA O FUERZA DE TRABAJO: ....................................................... 14 POBLACIÓN ECONÓMICAMENTE INACTIVA ......................................................................................... 14 UNA TASA ES UNA RELACIÓN ENTRE DOS MAGNITUDES ....................................................................................... 14 TASA DE DESEMPLEO.................................................................................................................................... 14 LA TASA DE INTERÉS ..................................................................................................................................... 14 TASAS BRUTAS ..................................................................................................................................... 15 TASAS ESPECÍFICAS: ............................................................................................................................. 15 LA ESTADÍSTICA ................................................................................................................................... 15 DESCRIPTIVA: ............................................................................................................................................. 15 INFERENCIAL: ............................................................................................................................................. 15 II BIOESTADÍSTICA................................................................................................................................ 16 CONCEPTO DE BIOESTADÍSTICA ........................................................................................................... 17 MEDIDAS DE FRECUENCIA DE ENFERMEDADES. ................................................................................... 17 CIFRAS ABSOLUTAS: ..................................................................................................................................... 17 TASAS: ...................................................................................................................................................... 17 RAZONES: .................................................................................................................................................. 17 PROPORCIONES: .................................................................................................................................. 17 ÍNDICES: ............................................................................................................................................... 18 ¿CÓMO SE CONSTRUYE UNA TASA? ..................................................................................................... 18 TABLAS DE FRECUENCIAS Y REPRESENTACIONES GRÁFICAS................................................................. 21 DISTRIBUCIONES DE FRECUENCIAS. ..................................................................................................... 22
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FRECUENCIA ABSOLUTA Y RELATIVA................................................................................................................. 22 Frecuencia absoluta: .......................................................................................................................... 22 Frecuencia relativa............................................................................................................................. 22 FRECUENCIAS ACUMULADAS. ......................................................................................................................... 23 FRECUENCIA DE UNA VARIABLE AGRUPADA EN INTERVALOS. ............................................................. 23 REPRESENTACIONES GRÁFICAS. ........................................................................................................... 23 DIAGRAMA DE BARRAS Y DE SECTORES: EL GRÁFICO DE BARRAS, COMO SU NOMBRE LO INDICA, SON BARRAS DEL ANCHO QUE SE DESEE, Y DE ALTURA LA FRECUENCIA ABSOLUTA O RELATIVA. ...................................................................... 24 DIAGRAMA DE BASTONES Y ESCALONADO......................................................................................................... 24 HISTOGRAMA DE FRECUENCIAS: ..................................................................................................................... 25 GRÁFICA DE LA FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN ACUMULADA: .................................................................................... 25 III ENFERMEDADES DE TRANSMISIÓN Y CADENA EPIDEMIOLÓGICA .................................................... 26 ENFERMEDADES DE TRANSMISIÓN ...................................................................................................... 27 ENFERMEDADES DE TRANSMISIÓN POR AGUA ................................................................................................... 27 ENFERMEDADES DE TRANSMISIÓN POR AIRE..................................................................................................... 28 Enfermedades bacterianas transmitidas por vía aérea: .................................................................... 28 Enfermedades víricas transmitidas por vía aérea: ............................................................................. 29 TRANSMISIÓN POR VEHÍCULO COMÚN ............................................................................................................ 29 TRANSMISIÓN POR CONTACTO DIRECTO .......................................................................................................... 29 ENFERMEDADES BACTERIANAS DE TRANSMISIÓN SEXUAL TALES COMO: .................................................................. 29 Enfermedades víricas transmitidas por contacto directo .................................................................. 29 GENERALIDADES ......................................................................................................................................... 30 El polvo............................................................................................................................................... 31 Algunas fibras textiles naturales ........................................................................................................ 31 El "pool" de recambio celular cutáneo ............................................................................................... 31 Aerosoles: .......................................................................................................................................... 31 Las gotículas ...................................................................................................................................... 31 CADENA EPIDEMIOLÓGICA .................................................................................................................. 31 AGENTE .................................................................................................................................................... 32 Patogenicidad: ................................................................................................................................... 32 Virulencia: .......................................................................................................................................... 32 Infectividad ........................................................................................................................................ 32 RESERVORIO .............................................................................................................................................. 32 El enfermo clínico:.............................................................................................................................. 32 El enfermo subclínico ......................................................................................................................... 32 Portador sano .................................................................................................................................... 33 Portador en periodo de incubación: ................................................................................................... 33 VÍA DE TRANSMISIÓN ................................................................................................................................... 33 Vía directa .......................................................................................................................................... 33 Vía indirecta ....................................................................................................................................... 33 PUERTAS DE ENTRADA Y SALIDA...................................................................................................................... 34 HUÉSPED SUSCEPTIBLE ................................................................................................................................. 34 Inmunidad natural ............................................................................................................................. 34 Inmunidad adquirida: ........................................................................................................................ 34 EJEMPLO DE CADENA EPIDEMIOLÓGICA DEL CÓLERA .......................................................................... 35 IV ACCIONES DE LA INGENIERÍA PARA LA GENERACIÓN DE OBRAS PREVENCIÓN Y CONTROL DE ENFERMEDADES .................................................................................................................................. 36 RELLENO SANITARIO: ........................................................................................................................... 37
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CONTAMINACIÓN DEL AMBIENTE POR PRESENCIA DE RESIDUOS SÓLIDOS: ............................................................... 37 - Contaminación de aguas ................................................................................................................. 37 - Contaminación atmosférica ............................................................................................................. 37 - Problemas paisajísticos y riesgos ..................................................................................................... 37 RESIDUOS SÓLIDOS DEGRADABLES: SON DE ORIGEN ORGÁNICO. SE FERMENTAN, PUDREN O DESCOMPONEN, POR LO TANTO, SON QUÍMICAMENTE INESTABLES. SON TODOS AQUELLOS QUE SE VAN A DESCOMPONER EN EL MEDIO AMBIENTE CON EL TRANSCURSO DEL TIEMPO. .................................................................................................................. 38 RESIDUOS SÓLIDOS NO DEGRADABLES ............................................................................................................. 38 RESIDUOS SÓLIDOS RECICLABLES: ................................................................................................................... 38 RESIDUOS SÓLIDOS PELIGROSOS: POR LO GENERAL SON CORROSIVOS, EXPLOSIVOS, INFLAMABLES, IRRITANTES, VENENOSOS O CONTIENEN ELEMENTOS PATÓGENOS, COMO EN EL CASO DE LOS RESIDUOS HOSPITALARIOS..................................... 38 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA ................................................................................................... 38 SISTEMA DE TRATAMIENTO ........................................................................................................................... 38 TRATAMIENTOS PRELIMINARES: SON PROCESOS DESTINADOS PARA PREPARAR LAS AGUAS RESIDUALES PARA UN POSTERIOR TRATAMIENTO. LA FUNCIÓN QUE CUMPLE ES DE MINIMIZAR EL MATERIAL FLOTANTE; SEPARACIÓN DE LA PARTE GRUESA, LO QUE IMPLICARÍA LOS ACEITES, MADERAS, PLÁSTICOS, GOMAS Y OTROS. PARA ELLO SE UTILIZAN: ................................. 38 - Desarenadores ................................................................................................................................. 38 SISTEMA DE TRATAMIENTO PRIMARIO................................................................................................ 39 SISTEMAS DE TRATAMIENTO SECUNDARIO ......................................................................................... 39 TRATAMIENTOS FINALES O TERCIARIOS .............................................................................................. 40 TIPO DESECHOS Y ACUMULACIÓN DE EXCRETAS: ................................................................................ 40 POZOS DE ABSORCIÓN: ................................................................................................................................. 40 CÁMARA SÉPTICA ........................................................................................................................................ 40 Consideraciones ................................................................................................................................. 40 Recomendaciones .............................................................................................................................. 41 BIODIGESTORES .......................................................................................................................................... 42 Ventajas de Biodigestores.................................................................................................................. 44 ALCANTARILLADO SANITARIO ......................................................................................................................... 44 BACTERIAS EXISTENTES EN EL SUELO ................................................................................................................ 45 RIESGOS PARA LA SALUD POR LA DISPOSICIÓN DE EXCRETAS: ............................................................................... 45 INFECCIONES CAUSADAS POR LA MALA DISPOSICIÓN DE LAS EXCRETAS ............................................. 45 V NIVELES DE ORGANIZACIÓN ............................................................................................................. 46 EL AMBIENTE Y SU IMPORTANCIA ....................................................................................................... 47 EL ECOSISTEMA .................................................................................................................................... 47 COMPONENTE ABIOTICO ..................................................................................................................... 48 COMPONENTES ABIOTICOS FISICOS....................................................................................................... 48 COMPONENTES ABIOTICO QUIMICO ..................................................................................................... 49 COMPONENTES BIOTICOS .................................................................................................................... 50 BACTERIAS .............................................................................................................................................. 50 COMPOSICION TIPICA DE LAS CELULAS BACTERIANAS ......................................................................... 51 INTERVALO TIPICO DE TEMPERATURA PARA TRES TIPOS DE BACTERIAS ............................................. 52 HONGOS ................................................................................................................................................. 52 PROTOZOOS ........................................................................................................................................... 53 ROTIFEROS ............................................................................................................................................. 53 ALGAS ..................................................................................................................................................... 53 NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS ORGANISMOS VIVOS ................................................................... 53 VI ECOSISTEMA Y EQUILIBRIO NATURAL. FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO DEL ECOSISTEMA. 54 ECOSISTEMA ........................................................................................................................................ 55 TIPOS DE ECOSISTEMAS ................................................................................................................................ 55
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Medios acuáticos ............................................................................................................................... 55 Medios aéreos o terrestres: ............................................................................................................... 55 BIOMAS .................................................................................................................................................... 55 DINÁMICA DE LOS ECOSISTEMAS .................................................................................................................... 56 COMPONENTES DE LOS ECOSISTEMAS: ............................................................................................................ 56 Factores bióticos: ............................................................................................................................... 56 Factores abióticos .............................................................................................................................. 57 EQUILIBRIO NATURAL .......................................................................................................................... 57 FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO NATURAL: ............................................................................................. 57 BIOCONSTRUCCIÓN ............................................................................................................................. 57 VII EL AGUA COMO RECURSO FUNDAMENTAL ..................................................................................... 59 EL AGUA............................................................................................................................................... 60 Uso doméstico ................................................................................................................................... 60 Uso deportivo ..................................................................................................................................... 60 ASPECTOS PARA ESTUDIAR LA PROBLEMÁTICA DEL AGUA .................................................................. 60 DISTRIBUCIÓN DEL AGUA: ................................................................................................................... 61 MARES Y OCÉANOS ...................................................................................................................................... 61 AGUAS SUPERFICIALES .................................................................................................................................. 61 AGUAS DEL SUBSUELO .................................................................................................................................. 61 LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA: ............................................................................. 61 CICLO DEL AGUA: ................................................................................................................................. 62 LOS PRINCIPALES PROCESOS IMPLICADOS EN EL CICLO DEL AGUA SON:.............................................. 62 EVAPORACIÓN ............................................................................................................................................ 62 CONDENSACIÓN.......................................................................................................................................... 63 PRECIPITACIÓN ........................................................................................................................................... 63 INFILTRACIÓN ............................................................................................................................................. 63 ESCORRENTÍA ............................................................................................................................................. 63 CIRCULACIÓN SUBTERRÁNEA ......................................................................................................................... 63 Primero: ............................................................................................................................................. 63 Segundo ............................................................................................................................................. 63 FUSIÓN. .................................................................................................................................................... 63 SOLIDIFICACIÓN. ......................................................................................................................................... 63 PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUA- DISTRIBUCIÓN, ALMACENAMIENTO Y TRANSMISIÓN DEL AGUA ................................................................................................................................................... 65 COAGULACIÓN – FLOCULACIÓN ........................................................................................................... 66 SISTEMAS DE FILTRACIÓN .................................................................................................................... 66 PROCESOS DE MEMBRANA .................................................................................................................. 66 DESINFECCIÓN QUÍMICA / OXIDANTES ................................................................................................ 67 SISTEMAS DE ADSORCIÓN Y DE INTERCAMBIO .................................................................................... 67 SISTEMAS DE EXTRACCIÓN CON AIRE .................................................................................................. 67 TRATAMIENTO SOLAR ......................................................................................................................... 67 DISTRIBUCIÓN DEL AGUA .................................................................................................................... 67 ALMACENAMIENTO DEL AGUA ............................................................................................................ 68 EMBALSES: ................................................................................................................................................ 68 ESTANQUES: .............................................................................................................................................. 68 PRESAS: .................................................................................................................................................... 68 Presas Terraplenes ............................................................................................................................. 68 Presas de concreto ............................................................................................................................. 69 TRANSMISIÓN DEL AGUA .................................................................................................................... 69 CONCLUSIONES .................................................................................................................................... 70
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TABLA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1 GRAFICO DE BARRAS (BIOESTADISTICA) ................................................................................ 24 Ilustración 2 GRAFICO DE PASTEL (BIOESTADISTICA) ................................................................................ 24 Ilustración 3 DIAGRAMA BASTONES (BIOESTADISTICA) ............................................................................. 24 Ilustración 4 HISTOGRAMA DE FRECUENCIA (BIOESTADISTICA) ................................................................ 25 Ilustración 5 GRAFICA FUNCION DE DISTRIBUCION ACUM. (BIOESTADISTICA) ......................................... 25 Ilustración 6 Cadena Epidemiologica del Colera (Enfermedades de Trans. y Cadena Epidemiologica) ..... 35 Ilustración 7 CAMARA SEPTICA (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES) ...................................... 41 Ilustración 8 TABLA BIOGAS (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES) ........................................... 43 Ilustración 9 BIODIGESTOR CHINO (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES) ................................. 43 Ilustración 10 BIODIGESTOR HINDÚ (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES) ............................... 43 Ilustración 11 BIODIGESTOR DE DOMO FIJO (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES) .................. 43 Ilustración 12 CELULA BACTERIANA Y SUS PARTES (NIVELES DE ORGANIZACION) .................................... 51 Ilustración 13 PRIMERA CASA SOLAR QUE PRODUCE ENERGIA DE SOBRA (ECOSISTEMA Y EQUILIBRIO NATURAL) ................................................................................................................................................... 58 Ilustración 14 DISTRIBUCION DE AGUA TERRESTRE (AGUA COMO RECURSO FUNDAMENTAL) ................ 61 Ilustración 15 CICLO DEL AGUA (AGUA COMO ELEMENTO FUNDAMENTAL) ............................................ 64 Ilustración 16 PROCESO DE PORTABILIZACION DEL AGUA ......................................................................... 69
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INTRODUCCION El saneamiento ambiental es el conjunto de acciones técnicas y socioeconómicas de salud pública que tienen por objetivo alcanzar niveles crecientes de salubridad ambiental. Comprende el manejo sanitario del agua potable, las aguas residuales y excretas, los residuos sólidos y el comportamiento higiénico que reduce los riesgos para la salud y previene la contaminación. Tiene por finalidad la promoción y el mejoramiento de condiciones de vida urbana y rural. En el presente informe, se resumirán los diversos factores que garantizan el saneamiento ambiental, para esto los componentes que forman el ambiente y sus elementos fundamentales, como el agua, que tendrá dos tenas específicos los cuales desarrollaran temas de ciclo hidrológico y la potabilización del agua. Otro factor, es el hombre, que es parte fundamental de la biosfera, y las diferentes enfermedades, modos y vías de contagio, que le atacan por la mala educación respecto a los temas de contagio y/o por la situación inadecuada de salubridad en las zonas rurales y urbanas. Respecto a este último tema se dará a conocer la cadena epidemiológica la cual es responsable del cese de varias enfermedades que han atacado a las masas. Otro aspecto de gran interés que tendrá lugar en el texto es la unión de la creatividad de la ingeniería con la corriente ambientalista de los últimos tiempos, conscientes de la situación desfavorable del planeta, a lo que ambientalmente se refiere, varios ingenieros crean bioconstrucciones, que son obras que no necesitan mucho gasto de energía para garantizar un lugar confortable para vivir. Todos los temas se desarrollaran presentando las diferentes actividades realizadas por la ingeniería civil para mejorar cada aspecto de salubridad pública, desde prevenir los problemas hasta solucionar los ya existentes. Teniendo claro que los ingenieros civiles prestan sus conocimientos para el desarrollo de obras que serán para el uso de personas, si una de estas obras no cuenta con el saneamiento indicado, cada una de las personas que utilicen dichas construcciones, podrían ver afectada su salud y por ende su calidad de vida.
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I ESTIMACIÓN DE POBLACIÓN (CONCEPTOS Y MÉTODOS)
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Población: Es un grupo de organismos de la misma especie que comparten el mismo espacio y tiempo. (Biología/Ecología) Es una variable de interés para la planificación territorial, por cuanto constituye el centro de atención de las políticas que se plantea instrumentar a través de los planes, fundamentalmente en cuanto a espacios habitables, actividades y políticas socio-económico y equipamiento de servicios. (Planificación) Es un conjunto de individuos o elementos que cumplen ciertas propiedades comunes. (Estadística). Perspectiva demográfica: La población constituye el centro de atención del análisis socio ambiental, y desde esta perspectiva se consideran las siguientes características: Volumen poblacional (Población total) Distribución espacial y Densidad de población Composición de la población por edad y sexo Fecundidad y natalidad Esperanza de vida y mortalidad Movimientos migratorios (emigración/inmigración) Crecimiento poblacional Población económicamente activa e inactiva De cuyos análisis se obtiene conclusiones de significación relacionadas con aspectos sociales, económicos y en su expresión territorial. Son aspectos que se cuantifican, califican y especializan para dar respuesta al conjunto de interrogantes que se expresan en función de un proceso de planificación. Población Total (Px): Es un indicador que informa sobre el volumen total de la población. Distribución espacial: Magnitud de habitantes por área geográfica político-territorial. Población urbana (>2.500) o rural (< 2.500).
Densidad de Población (Dx): Relaciona el número de personas de un área determinada con la superficie de la misma. (Hab/Km2)
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Coeficiente anual de población (CAP): Expresa el incremento de la población por unidad de superficie.
Tasa anual de urbanización (TAU): Expresa el número de personas que por cada mil habitantes se incorporan anualmente a las aglomeraciones urbanas.
INE: Para el año 2010 se estimó que la población venezolana alcanzaría los 28.833.845 habitantes. Composición por edad y sexo: Permite hacer inferencias sobre el significado que dichas estructuras tienen con relación a: actividades productivas, empleo, movimientos migratorios, grupos etéreos básicos para el análisis de problemas que intervienen en los procesos de planificación.
Evolución cuantitativa de la población: Permite observar la evolución de la población y predecir comportamientos futuros a través de:
Tasa de crecimiento natural: mide el crecimiento de la población derivado de la natalidad sustraída la mortalidad, sin tomar en cuenta las migraciones. Tasa de natalidad: Indica el número de nacimientos vivos por cada 1.000 habitantes, ocurridos en un espacio territorial y tiempo definido. Los valores resultantes son indicativos del estado de atraso o no de una sociedad (Venezuela 20,61 nacimientos/1.000 habitantes. INE 2009) Tasa de fecundidad: capacidad de procrear que tienen las mujeres en edad fértil (15 y 49 años). (2,5 Hijos/mujer. INE 2008) Esperanza de vida (EV): Se asocia a la estructura por edad y sexo y revela las condiciones generales de salud. (Venezuela E.V. 75 años, 78 años las mujeres, 72 años los hombres. OMS 2007).
Tasa de Mortalidad: Número de defunciones por cada 1.000 habitantes (hab), refleja las condiciones socioeconómicas y médicas sanitarias del espacio en estudio. (5,12 defunción/1.000 hab. INE 2009)
Tasa de crecimiento Real: Es un indicador que permite observar el crecimiento de la población tomando en consideración las migraciones, donde se aprecia si un territorio es receptor (Inmigración) o expulsor (emigración). Estos movimientos pueden ser intra o extraterritoriales.
Metodología: Son las estimaciones y proyecciones de la población de Venezuela en el ámbito nacional y estadal, se elaboraron utilizando el Método de las Componentes, que considera a una población base, y en forma separada la proyección de cada una de las variables demográficas (mortalidad, fecundidad, migración interna e internacional).
Método natural: Consiste en agregar al último dato conocido de población el aumento determinado por los nacimientos y los inmigrantes y sustraer las pérdidas ocasionadas por las defunciones y los emigrantes.
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Px= P0 + (N+I) – (D+E) Donde: Px= Población a estimar. P0= Población último censo N= Nacimientos
I= Inmigrantes
D= Defunciones
E= Emigrantes
Método aritmético: Permite estimar la población cuando se observa una tendencia de crecimiento lineal y los indicadores permanecen constantes. Requiere los datos de dos censos consecutivos. Px = P0 + P0 –P1 * t N
Px= Población a estimar. P0= Población último censo o más reciente P1=Población anterior al último censo. N= tiempo entre P0 y P1 t= tiempo entre P0 y la fecha de la población a estimar. Método geométrico: Se utiliza cuando la tendencia del crecimiento observado es de tipo exponencial. (Altos valores de natalidad, bajos valores de mortalidad, efectos positivos de migraciones). Px= P0 (1 + R/100)2 De donde Px= Población a estimar. P0= Población último censo r = Tasa de crecimiento
Método del porcentaje uniforme de crecimiento: consiste en suponer que la proporción de crecimiento sigue una ley de interés compuesto es decir que responde a la expresión:
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La tasa de crecimiento constante KU puede determinarse análogamente al caso anterior considerando un periodo representativo o por mínimos cuadrados, entre otros. Este método debe emplearse con precaución pues puede dar resultados demasiado elevados, sobre todo si el periodo usado como referencia ha sido de gran pujanza para la comunidad. Esta indicado para comunidades jóvenes con buenas perspectivas de futuro, horizontes libres y porvenir económico despejado. Método propuesto por el MOPU (España): Este método es un caso particular del anterior donde se fija la forma de obtener KU de la siguiente forma: Se calcula un valor de K1 medio que se ha producido durante la última década. Se calculan análogamente los valores de K2 y K3 que se han producido durante los últimos 25 y 50 años respectivamente. Se selecciona aquel de estos dos últimos valores, que más se aproxime a K1 (que se denotará como K+. Se fija KU por la expresión:
Las normas dicen también que en el caso de que KU ≥ 0.03 se deberá realizar un estudio particular del caso de que se trate. Sin embargo, este límite parece excesivamente amplio y puede resultar recomendable realizar este estudio a partir de KU ≥ 0,02. Por supuesto que este método tiene similares limitaciones y recomendaciones que el caso expuesto anteriormente. Método geométrico: El método geométrico consiste en suponer que el crecimiento de la comunidad es en todo instante proporcional a su población, es decir que responde a la ecuación:
Este método da resultados superiores, similares a los del método anterior, por lo que se califica de “optimista” y debe emplearse con mucha precaución. Tan sólo debe aplicarse a comunidades en plena dinámica de crecimiento, con grandes posibilidades de desarrollo y horizontes libres. Método de la tasa decreciente del crecimiento: La experiencia indica que el crecimiento dado por el método anterior, no se mantiene a largo plazo, sino que decrece conforme la
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población se acerca al valor de saturación que puede soportar la ciudad y su zona de influencia. Es decir, que responde a la ecuación:
El inconveniente fundamental de este método consiste en estimar las constantes S y Kd Teóricamente ambas pueden determinarse por ajuste con los datos conocidos de población, pero la constante S, en especial, puede dar lugar a grandes errores si la comunidad es lo suficientemente joven como para no haber comenzado la tendencia hacia este valor. Por ello en muchas ocasiones, resulta preferible determinarlo atendiendo a consideraciones sobre su posible desarrollo urbanístico y económico. Este es un método que racionalmente aplicado puede ofrecer muy buenos resultados, en especial en comunidades desarrolladas o “viejas’, siempre y cuando se estimen convenientemente los parámetros. Método logístico o curva en S: Esta basado en el hecho observado de que al principio el crecimiento de la población es de tipo geométrico pasando posteriormente a un crecimiento constante (aritmético) para después decaer el porcentaje de crecimiento hasta llegar al valor de saturación, S, respondiendo a la ecuación:
Para el cálculo de las constantes S, M y b, se toman las poblaciones P0 , P1 , P2en los tiempos equidistantes t0 , t1 , t2, donde P2 suele tomarse como la población del último censo. Este método es adecuado para la estimación de poblaciones futuras en comunidades desarrolladas o de desarrollo limitado por escasez de terreno urbanizable. Método comparativo: Este método consiste en comparar la comunidad de estudio con otras poblaciones que hayan alcanzado en algún momento pasado su población actual en circunstancias económicas, sociales y urbanísticas comparables. Este método suele realizarse en forma gráfica y suele tomarse como resultado final un intermedio entre las poblaciones de las ciudades de comparación al cabo de los años considerados. En ocasiones puede resultar recomendable dar distinto peso a cada una de las ciudades de comparación atendiendo a su mayor o menor similitud con la ciudad considerada.
Método proporcional: Se basa en suponer que las poblaciones de las ciudades y otras áreas guardan una relación fija con la población total de país, dado que por regla general, la población total del país en el futuro está estimada por los organismos oficiales competentes resulta fácil definir en qué proporción de la población nacional
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influye la comunidad estudiada. Suponiendo que este va a mantenerse puede estimarse la población futura como este mismo porcentaje de la población nacional prevista. Como se comprende fácilmente este método puede conducir a errores importantes, en especial cuando la dinámica de la ciudad difiera considerablemente de la dinámica nacional. Sistemas de asentamientos poblacionales y equipamientos
Los sistemas de asentamientos poblacionales de base urbana o rural, indican la forma como se estructura, funciona y se integra el espacio a partir de la localización humana (centros poblados. Al mismo tiempo determina la jerarquía y relaciones de los centros poblados entre sí y con el entorno rural, así como la disponibilidad de servicios e infraestructura básica y complementaria. Varios indicadores permiten apreciar y medir la importancia de estos aspectos: Población económicamente activa o fuerza de trabajo: Segmento de la población que constituye la oferta de trabajo (15 y más años) para la producción de bienes y servicios, se excluyen los estudiantes y los que se dedican a actividades no remuneradas.
Ocupados: personas que están trabajando o tienen una ocupación, en jornada parcial o completa, con o sin remuneración. (91,3%) Marzo 2010.INE Desocupados: Personas que han perdido el empleo y buscan trabajo y los que ingresan al mercado de trabajo por primera vez. (8,7/%). Marzo 2010. INE Población económicamente inactiva: Segmento poblacional de 15 años o más que no están trabajando, comprende: estudiantes, amas de casa, pensionados, jubilados, incapacitados (35.7%) Marzo 2010. INE La evaluación de los servicios básicos y equipamiento urbano, en términos de capacidad/déficit, se basa en la comparación de la población servida o capacidad instalada con valores normativos de prestación, estos índices estándares son: Una tasa es una relación entre dos magnitudes. Se trata de un coeficiente que expresa la relación existente entre una cantidad y la frecuencia de un determinado fenómeno. De esta forma, la tasa permite expresar la presencia de una situación que no puede ser medido o calculado de forma directa. Tasa de desempleo: Calcula el número de desempleados a partir de la población económicamente activa (aquellas personas que están en condiciones de formar parte del mercado laboral). La tasa de interés, es el precio del dinero y señala cuánto se debe pagar o cobrar para tomar un préstamo o ceder el dinero en una cierta situación.
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De acuerdo al denominador utilizado, las tasas pueden ser clasificadas en dos tipos: tasas brutas y tasas específicas. Tasas brutas el denominador está compuesto por la población total expuesta a un evento. Por ejemplo, las tasas brutas de mortalidad, natalidad y morbilidad representan la frecuencia de los evento, muerte, nacimiento y enfermedad, en el total de la población expuesta en un lugar y en un tiempo determinado. Las tasas brutas son medidas "resumen", en el sentido que no consideran características de la población que influyen en la ocurrencia de un evento. Tasas específicas: el denominador está compuesto por subgrupos de la población expuesta, considerando características de ella que pueden interesar describir, ej. Mortalidad infantil, masculina o femenina. La especificidad de dichas tasas está dada por la característica de la población que es considerada para determinar el denominador. La Estadística se ocupa de los métodos y procedimientos para recoger, clasificar, resumir, hallar regularidades y analizar los datos, siempre y cuando la variabilidad e incertidumbre sea una causa intrínseca de los mismos; así como de realizar inferencias a partir de ellos, con la finalidad de ayudar a la toma de decisiones y en su caso formular predicciones. Descriptiva: cuando los resultados del análisis no pretenden ir más allá del conjunto de datos. Describe, analiza y representa un grupo de datos utilizando métodos numéricos y gráficos que resumen y presentan la información contenida en ellos. Inferencial: cuando el objetivo del estudio es derivar las conclusiones obtenidas a un conjunto de datos más amplio, apoyándose en el cálculo de probabilidades y a partir de datos muéstrales, efectúa estimaciones, decisiones, predicciones u otras generalizaciones sobre un conjunto mayor de datos.
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II BIOESTADÍSTICA
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Concepto de Bioestadística: es la aplicación de la estadística en la biología. Como los objetos de estudio de la Biología son muy variados, tales como la medicina, las ciencias agropecuarias, entre otros, es que la Bioestadística ha debido ampliar su campo para de esta manera incluir cualquier modelo cuantitativo, no solamente estadístico y que entonces pueda ser empleado para responder a las necesidades oportunas. En tanto, en la actualidad, la aplicación de la Bioestadística resulta ser fundamental y necesaria en ámbitos como la salud pública, entre los que se incluye la epidemiología, salud ambiental, nutrición y servicios sanitarios, poblaciones genéticas, medicina, ecología y bioensayos Medidas de frecuencia de enfermedades. En la medición de sucesos de interés sanitarios se utilizan un conjunto reducido de indicadores, los que a su vez se pueden fragmentar en múltiples subgrupos. Para representar adecuadamente un suceso puede ser necesario, y hasta recomendable, la utilización combinada de alguna de los siguientes indicadores: Cifras absolutas: éstas dan una idea de la magnitud o volumen real de un suceso. Tienen utilidad para la asignación de recursos (por ejemplo, el número mensual de partos en un establecimiento hospitalario da una idea del número de camas, personal y recursos físicos necesarios para satisfacer esta demanda). Al efectuar comparaciones, el uso de cifras absolutas tiene limitaciones, puesto que no aluden a la población de la cual se obtienen (así, 40 defunciones anuales en una población de 15.000 habitantes, puede ser proporcionalmente mayor que 50, ocurridas en una población de 20.000 habitantes). Sin embargo, la comparación de cifras absolutas referidas a la misma población en periodos cortos de tiempo puede ser un buen estimador de riesgo al mantenerse constante el denominador. Tasas: están compuestas por un numerador que expresa la frecuencia con que ocurre un suceso (por ejemplo, 973 muertes por cáncer de mama en 1999 en Chile) y un denominador, dado por la población que está expuesta a tal suceso (7.583.443 mujeres). De ésta forma se obtiene un cociente que representa la probabilidad matemática de ocurrencia de un suceso en una población y tiempo definido. En el ejemplo, la tasa obtenida estima el riesgo de cada mujer mayor de 30 años en Chile de fallecer de cáncer de mama en el curso de 1991. Razones: expresan la relación entre dos sucesos. A diferencia de las tasas el numerador no está incluido en el denominador y no hacen referencia a una población expuesta. En éste caso, la interpretación del cociente no alude a una probabilidad o a un riesgo, como es el caso de la tasa. Un ejemplo es la razón de masculinidad, que es el cociente entre la población de sexo masculino y la población de sexo femenino en un lugar y periodo determinado (amplificado por 100. En Chile, el año 2000 la razón de masculinidad fue de 98,1%, es decir, "por cada 100 mujeres había 98 hombres". Proporciones: Expresan simplemente el peso (frecuencia) relativo que tiene un suceso respecto a otro que lo incluye (el denominador incluye al numerador). Por ejemplo, ¿Qué proporción de las muertes ocurridas en Chile el año 1999 fue causada por enfermedades cardiovasculares? Esto se calcula construyendo el
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cociente entre el número de muertes ocurridas por causa cardiovascular (22.730) y el número total de muertes ocurridas ese año (81.984) amplificado por 100 (27.7% de las muertes de 1999 fueron causadas por enfermedades cardiovasculares). Las proporciones no se interpretan como una probabilidad ni tampoco otorgan un riesgo puesto que no se calculan con la población expuesta al riesgo. Índices: Surgen de la comparación de dos tasas o dos razones. Por ejemplo, el cociente entre la tasa de mortalidad general en varones respecto de las mujeres en 1999. Este indicador da una idea de la existencia de mayor o menor riesgo de una condición dependiendo si su valor es mayor o menor de 1 (o de 100%). En este caso, se tiene:
Defunciones
Población
Tasa x 1000
Hombres
44.424
7.434.317
5.97
Mujeres
37.560
7.583.443
4.95
Índice
1.20 (120%)
¿Cómo se construye una tasa? En el numerador debemos poner el número de individuos afectados por el hecho en consideración, a los que denominaremos población afectada. En el denominador debemos poner el número total de individuos expuestos al riesgo de que les ocurra el hecho que estamos considerando, a los que denominaremos población expuesta. Asimismo, siempre deberá multiplicarse al resultado por un múltiplo de 10 (Ej. 1000, 10.000, 100.000, etc.) Por lo tanto:
En toda tasa debe indicarse siempre con precisión el periodo comprendido por la observación y el lugar (hospital, área, región, país) al que se refieren los datos.
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A continuaci贸n se describen en un cuadro resumen algunos indicadores y su forma de c谩lculo:
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Las poblaciones utilizadas en el cálculo de tasas globales y específicas (subgrupos poblacionales) suelen referirse a aquellas estimadas a mitad del período de observación (por ejemplo, a mitad de año calendario). Este acuerdo se establece para poder neutralizar la posible inestabilidad de los denominadores en cuanto a sucesos demográficos tales como migraciones, mortalidad y crecimiento poblacional. La amplificación de las tasas utilizando múltiplos de 10 constituye sólo un artificio matemático para facilitar su comprensión y comparación. Las tasas, que matemáticamente corresponden a probabilidades, pueden tener valores que oscilan entre el valor cero (nula probabilidad de ocurrencia) y uno (certeza absoluta de ocurrencia). En ocasiones, sea porque los numeradores son de pequeña magnitud o bien los denominadores son cuantiosos, se obtienen valores reales de tasas que son difíciles de interpretar y comparar Tablas de frecuencias y representaciones gráficas. Se proporcionará un conjunto de herramientas o técnicas estadísticas para el tratamiento de la información, tanto cualitativa como cuantitativa, que facilitan el manejo y análisis de los datos. En la etapa de organización de los datos, nos referimos a la clasificación y tabulación de los mismos. Por lo tanto, luego que los tenemos, se dividirá la información en clases previamente definidas, en función de una o más características. Un elemento cualquiera del conjunto de datos pertenecerá a una clase determinada, si cumple con las características de esa clase. De lo contrario, pertenecerá a otra clase. Las clases deben ser excluyentes y exhaustivas, es decir que cada elemento del conjunto debe pertenecer a una sola clase y a su vez, todo elemento debe pertenecer a alguna clase. O sea que todo elemento debe quedar dentro de una clase pero no puede estar en dos clases a la vez. Cuando la división en clases se realiza en función de alguna característica cualitativa, nos encontramos frente a datos cualitativos o atributos. Un atributo es una cualidad que nos permite diferenciar los individuos u objetos del conjunto según posean o no dicha cualidad. Ejemplo: sexo, estado civil, profesión, color, etc. El número de clases en que puede agruparse la información depende del atributo elegido. Si clasificamos a las personas en función del sexo, este atributo admite dos clases: masculino, femenino. Nos encontramos frente a un caso de partición dicotómica. Si la clasificación se realiza en función del estado civil, podemos establecer mas clases: soltero, casado, divorciado, viudo, etc. En esta situación hablamos de partición múltiple. Todo atributo que admite una partición múltiple puede ser llevado a otra dicotómica, agrupando alguna de las clases en una sola. Si agrupamos todos los no casados, pasamos a dos clases: casados y no casados. Esta agrupación puede ser útil en algunas situaciones, pero se pierde información. La nomenclatura que utilizaremos para un dato cualitativo es “A”; “B”, etc. y para los elementos de su partición será:
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a.- Partición dicotómica: a: pertenecer a una clase. ā: pertenecer a la otra clase b.- Partición múltiple: a1, a2, a3, ..................ai, donde el subíndice “i” representa la cantidad de clases. Cuando la división en clases se realiza en función de alguna característica cuantitativa, nos encontramos frente a datos cuantitativos o variables. Ejemplo: estatura, ingresos, cantidad de miembros de una familia, cantidad de libros en préstamo, etc. Y los valores que pueden tomar dependerán de la variable. Distribuciones de frecuencias. La distribución de frecuencias es la representación estructurada, en forma de tabla, de toda la información que se ha recogido sobre la variable que se estudia. Toda variable o atributo tiene asociada una distribución de frecuencias, que implica una correspondencia biunívoca entre dos conjuntos. Por un lado, tenemos el conjunto formado por los valores que toma la variable o el atributo y por el otro el de las frecuencias relacionadas con ellos La asociación existe en ambos sentidos, pues a cada valor de la variable o atributo, denominado clase, le corresponde una frecuencia y a su vez cada frecuencia se identifica con una clase de la variable Frecuencia absoluta y relativa. Frecuencia absoluta: es la cantidad de datos que integran cada una de las clases, o sea que son las repeticiones que encontramos dentro de una misma clase. La notación en atributos es: n (a i), siendo “i “el subíndice asignado para referenciar las diferentes clases, y la notación en variables es: n (x i). Las propiedades de las frecuencias absolutas son: a. - 0 ≤ n( a i ) ≤ n
,
0 ≤ n( x i ) ≤ n
Siendo “n “el tamaño de la muestra. b. - Σ n (a i) = n
,
Σ n(x i) = n
La correspondencia entre los valores de la variable y su frecuencia absoluta determina lo que denominamos “distribución de frecuencias absolutas” Frecuencia relativa: es la cantidad de repeticiones obtenidas para cada clase, en relación al total de las observaciones. Resulta de dividir la cantidad de elementos de cada clase (frecuencia absoluta) por el tamaño de la muestra. La notación es h (a i) o h(x i), según el tipo de variable. De acuerdo a la definición: h (a i ) = n ( a i ) / n Las propiedades de las frecuencias relativas son: a. - 0 ≤ h( a i ) ≤ 1
,
0 ≤ h( x i ) ≤ 1
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b. - Σ h (a i) = 1
,
Σ h(x i) = 1
Frecuencias acumuladas. Este concepto es aplicable solamente para variables, ya que para atributos no tiene sentido. La frecuencia acumulada es aquella que acumula frecuencias relativas hasta un determinado valor de la variable. Sumando las frecuencias de todos los valores inferiores a un límite fijado, obtenemos la frecuencia relativa acumulada hasta ese valor. La correspondencia entre los valores de la variable y su frecuencia acumulada se denomina “Función de distribución acumulada” y se expresa como F* (x i ). Esta función cumple con las siguientes propiedades: F* (x i ) = 1 cuando la distribución alcanza su máximo. Al llegar al último valor, la función no crece más por no existir frecuencias para acumular. F* (x i ) = 0 cuando la distribución alcanza su mínimo. Por debajo del primer valor, la función sigue valiendo cero porque tampoco existen frecuencias. F* (x i ) es no decreciente, pues al crecer el valor de la variable, la función puede ir creciendo o mantenerse constante, ya que las frecuencias que se acumulan nunca son negativas y lo mínimo que pueden valer es cero. F* (x i ) es continua, y de acuerdo al tipo de distribución , puede ser continua por la derecha o por ambos dados . Frecuencia de una variable agrupada en intervalos. Si los valores que toma la variable son muy diversos y cada uno de ellos se repite muy pocas veces, entonces conviene agruparlos por intervalos, ya que de otra manera obtendríamos una tabla de frecuencias muy extensa que aportaría muy poco valor a efectos de síntesis. Este agrupamiento deliberado en intervalos hace perder información, pero a su vez permite manejar datos que por su volumen no podrían ser analizados ni interpretados. El número de tramos en los que se agrupa la información es una decisión que debe tomar el analista. La regla es que mientras más tramos se utilizan menos información se pierde, pero puede que menos representativa e informativa sea la tabla. Por lo tanto, lo primero que debemos observar es el recorrido total de la variable y dividirlo en tantos intervalos como sea conveniente, tratando de no superar los 15 y que no sean menos de 4 o 5. Representaciones Gráficas. Estos cuadros de distribuciones generalmente van acompañados con gráficas, específicas para cada caso, y que permiten una más rápida comprensión de los datos.
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Diagrama de barras y de sectores: El gráfico de barras, como su nombre lo indica, son barras del ancho que se desee, y de altura la frecuencia absoluta o relativa.
Ilustración 1 GRAFICO DE BARRAS (BIOESTADISTICA)
En cuanto al gráfico de sectores, también denominado circular o de pastel, su forma es circular y cada frecuencia está representada por un sector del círculo. Este gráfico permite apreciar que parte representa cada clase dentro del total, pero a veces se hace difícil apreciar la diferencia entre una frecuencia y otra. 18% 3%
Mont.
3%
Rivera Colonia
3% 5%
Salto
62%
6%
Ilustración 2 GRAFICO DE PASTEL (BIOESTADISTICA)
Diagrama de bastones y escalonado: El gráfico de bastones es un gráfico en barra, pero con una variante en la amplitud de la barra, con una altura que sería la frecuencia Se aplica fundamentalmente para las distribuciones de variables. 5 4 3 2
0
1 0 0
1
2
3
4
5
Ilustración 3 DIAGRAMA BASTONES (BIOESTADISTICA)
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Histograma de frecuencias: En el caso de la variable que debe ser agrupada en intervalos, los valores que caen dentro de cada intervalo se consideran distribuidos uniformemente dentro del mismo., y las frecuencias ya no son alturas, sino áreas, por lo que la representación gráfica son rectángulos, que tienen por base la amplitud del intervalo y por altura lo que denominaremos “función de densidad” y que se define de la siguiente manera: f*(x i )= frecuencia relativa / amplitud del intervalo
Funcion de densidad
Distribucion por puntaje 0,04 0,03 0,02 0,01 0 Puntaje
Ilustración 4 HISTOGRAMA DE FRECUENCIA (BIOESTADISTICA)
Gráfica de la función de distribución acumulada: en esta situación no es escalonada, sino que es lineal, ya que los valores no se encuentran agrupados en torno a un punto, sino que lo hacen en un intervalo.
Ilustración 5 GRAFICA FUNCION DE DISTRIBUCION ACUM. (BIOESTADISTICA)
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III ENFERMEDADES DE TRANSMISIÓN Y CADENA EPIDEMIOLÓGICA
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Enfermedades de transmisión La enfermedad es un proceso y el estatus consecuente de afección de un ser vivo, caracterizado por una alteración de su estado de salud. Para que el agente o microorganismo llegue a infectar y enfermar a otro ser vivo necesita ser transportado mediante vías que garanticen su evolución, y los medios que les dan esas comodidades a la mayoría de los agentes infecciosos son el aire y el agua. Enfermedades de Transmisión por Agua Las enfermedades transmitidas por el agua son enfermedades provocadas por el consumo del agua contaminada con restos fecales de humanos o animales y que contiene microorganismos patogénicos, esto generalmente ocurre en sistemas potables públicos y privados toman sus aguas de las aguas superficiales (lluvia, calas, ríos, lagos, etc.), que pueden estar contaminadas por los restos de animales infectados o personas. Escorrentía de laderas, campos sépticos, tuberías de aguas residuales, desarrollos industriales o residenciales también pueden llegar a contaminar las aguas superficiales en algunas ocasiones, sin embargo además del consumo directo de agua infectada, muchas poblaciones que tienen sembradíos a gran escala, hidratados con aguas es mal estado, son infectados de manera indirecta por agua. Así que la comida contaminada es la segunda causa más común por la que las personas quedan infectadas. Las enfermedades comunes por aguas mal tratadas son: Anemia Anquilostomiasis Arsenicosis Ascariasis Botulismo Campilobacteriosis Cólera Criptosporiodiosis Toxinas cianobacteriales Dengue Diarrea Dracunculiasis Fluorosis Giardiasis Hepatitis Anquilostomiasis Encefalitis japonesa Contaminación del plomo Legionelosis Leptospirosis Filariasis linfática Malaria
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La desinfección del agua consiste en matar o eliminar los patógenos presentes en el suministro del agua y prevenir que crezcan de nuevo en los sistemas de distribución. La desinfección se usa para la prevención el crecimiento de organismos patógenos y proteger la salud publica; la elección del desinfectante depende de la calidad de agua individual y sistema de suministro del agua. Sin desinfección, el riesgo de enfermedades transmitidas por el agua aumenta. Los dos métodos más comunes de matar microorganismos en el agua es mediante la aplicación de: oxidación con químicos como dióxido de cloro u ozono, e irradiación con radiación UV. Enfermedades de Transmisión por Aire Muchas bacterias son trasmitidas a través del aire en gotas o aerosoles producidos al toser, estornudar o hablar. Son especialmente importantes los aerosoles producidos por estornudos, debido a la gran velocidad que se transmiten hasta el nuevo huésped. El polvo es un coadyuvante para la transmisión de microorganismos por vía aérea por que permite a los microorganismos resistir mas tiempo en suspensión en el aire, y facilitan al portante la transmisión de infecciones nosocomiales por esta vía. Es más difícil controlar la dispersión de microorganismos patógenos a través del aire que a través de las otras vías de transmisión. Sin embargo, hay medidas que reducen el nivel de esta transmisión tales como cubrirse la nariz y la boca al toser o estornudar, usar mascarillas en ambientes susceptibles a microorganismos. Así mismo, disminuir o evitar la exposición de pacientes inmunodeprimidos o microorganismos patógenos es una medida muy importante para evitar las complicaciones causadas por las enfermedades infecciosas. Deben usarse mascarillas especialmente al tratar a pacientes enfermos de tuberculosis u otras enfermedades de pulmón debido a enfermedades transmitidas a través del aire, suele ser recomendable el aislamiento del paciente, sobretodo si tiene gran influencia sobre áreas sociales influyentes. Ahí se pueden nombrar varias enfermedades de tipo vírico como paperas, sarampión, varicela.
Enfermedades bacterianas transmitidas por vía aérea: Difteria Faringitis Neumonía Tuberculosis Legionelosis Tos ferina Enfermedad meningocócica Los patógenos de la tuberculosis y de la difteria tienen una gran resistencia a las condiciones exteriores, tienden a vehicularse por el polvo y a alcanzar grandes distancias de transmisión
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Enfermedades víricas transmitidas por vía aérea: Varicela Rubéola Sarampión Gripe Resfriado común Transmisión por Vehículo común Bajo este epígrafe se incluyen la transmisión a través de medios que o bien permiten la multiplicación del microorganismo (vehiculo común activo que comprende no solo el agua y los alimentos que serán tratados en el siguiente apartado sino la sangre y las soluciones para administración intravenosa), y los vehículos que solo transmiten el microorganismo (vehiculo común pasivo). Los objetos contaminados que pueden ser vehículos pasivos de diseminación de microorganismos incluyen los utensilios de cocina, pañuelos, juguetes u objetos escolares, lápices, etc. que pueden ser vehiculo de neumococo, entero virus. etc. Las manos sucias son una vía de dispersión especialmente importante: las manos del personal hospitalario son la vía mas frecuente de transmisión de enfermedades nosocomiales. Transmisión por Contacto Directo Se trata de una transmisión persona a persona y puede ser por contacto físico transmisión vertical o por inoculación directa. Los microorganismos que requieren un contacto directo para su transmisión se deshidratan con facilidad, son sensibles al oxigeno o a ambientes oxidantes, son parásitos intracelulares obligados o presentan alguna combinación de estas características. Dentro de este grupo de patógenos se encuentran de forma destacada los causantes de: Enfermedades bacterianas de transmisión sexual tales como: Gonorrea Enfermedad pélvica inflamatoria y uretritis. Sífilis VIH Y enfermedades de transmisión por contacto sexual como carbunco. Enfermedades víricas transmitidas por contacto directo Virus de papiloma humano Virus de la rabia Transmisión vertical: Sífilis congénita
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Toxoplasmosis Hepatitis B Rubéola VIH Generalidades No se puede obviar que el aire ambiente es un vector importante de gérmenes; no obstante, ponemos en duda la importancia que este hecho supone desde el punto de vista epidemiológico. Su control es dificultoso si nos detenemos a considerar su cadena epidemiológica ya que actuar en su mecanismo de transmisión supone tomar medidas difíciles, costosas y, en muchos casos, ineficaces. Es necesario, por tanto, actuar en otros eslabones de la cadena. En los distintos estudios realizados de aire ambiente, hay factores determinantes que hacen variar el contenido cualitativo y cuantitativo de su flora. Hay mayor carga bacteriana en el aire urbano frente al rural seguramente debido al tráfico, polvo en suspensión y la mayor concentración humana. El viento, temperatura y las condiciones estacionales proporcionan una mayor concentración de microorganismos; la humedad parece mantener una relación inversa así como las radiaciones solares. Todo ello, además de las características químicas, produce discrepancias claras en los diversos estudios realizados. Sin olvidar la conjuntiva ocular y la piel con problemas de solución de continuidad, la principal puerta de entrada está constituida por el aparato respiratorio, con manifestaciones generalmente respiratorias y en el caso de algunos procesos virales de forma generalizada. Los pulmones suponen un filtro eficaz mediante los distintos mecanismos de defensa que hacen una verdadera labor de retención y eliminación de las partículas inspiradas. Considerado el filtro, es muy importante hacer mención del tamaño y de algunos principios físicos de las partículas. Cuando superan las cinco micras, generalmente se eliminan en las fosas nasales y vías altas respiratorias; si son menores de ese tamaño tienen más posibilidad de alcanzar estructuras pulmonares más bajas como bronquiolos e incluso alvéolos, hasta donde penetran siendo fagocitadas; las partículas menores a Una micra no son retenidas y nuevamente se exhalan; no sucede lo mismo con aquellas cuyo tamaño es menor de 0,25 micras que por sus movimientos brownianos quedan retenidas. Los microorganismos generalmente están mezclados con secreciones como moco, saliva, pus, etc., lo que favorece su adhesión sobre superficies o polvo, aumentando su tamaño y por tanto creando mecanismos de transmisión útiles para producir contaminación. Desde este punto de vista hay que considerar las partículas antes mencionadas que permiten la supervivencia y desplazamiento de los gérmenes:
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El polvo: contiene partículas de tamaño variable, creando un sistema que permite la resistencia al medio y a la desecación; al producirse su movilización conserva su capacidad infectiva. Algunas fibras textiles naturales: como el algodón son capaces de quedar momentáneamente suspendidas en el aire y ser portadoras de material contaminante. El "pool" de recambio celular cutáneo: produce escamas ligeramente superiores en tamaño a los microorganismos, igualmente capaces de vehicular gérmenes. Aerosoles: Hay procesos mecánicos de aspiración o aire acondicionado capaces de nebulizar partículas contaminadas suspendiéndolas en el aire y produciendo su siembra incluso a largas distancias. Las gotículas: formadas en las vías respiratorias, a su vez contaminadas por abundantes agentes patógenos, se expulsan al hablar o toser. Se producen al hablar según el tono de voz partículas de tamaño comprendido entre 10 y 100 micras que alcanzan distancias de hasta un metro y que están cargadas de saprofitos procedentes de la cavidad bucal. Otros núcleos goticulares, mas pequeños, entre 0,1 y 10 micras, se producen al toser o estornudar y penetran con facilidad en el árbol respiratorio; igualmente se encuentran cargados de microorganismos procedentes de las vías respiratorias permaneciendo incluso horas en el ambiente. Si los gérmenes son capaces de sobrevivir durante un tiempo suficiente, se encuentran en número adecuado y son capaces de llegar a los tejidos de un huésped potencial, pueden producir patología. Las rutas que puede seguir la infección pueden agruparse en cuatro categorías: a) Contacto persona a persona, en que se trata de una transmisión directa a través de beso, o indirecta por objetos o materiales contaminados por el paciente: juguetes, las manos, termómetro, etc.; b) Gotitas de flugge: aspersión directa por exposición a paciente que tose, estornuda o habla; c) Núcleos de gotitas: aspersión indirecta por exposición a material que contiene partículas infectadas, resultantes de evaporación de las gotitas, y d) Polvo: reservorio secundario constituido por polvo acumulado en habitaciones, muebles, ropa de cama, etc. Cadena epidemiológica La cadena epidemiológica se estudia con objeto de conocer cada uno de los eslabones de la cadena de enfermedades infecciosas, de identificar cuáles son esos elementos de la cadena para poder prevenir y controlar las enfermedades infecciosas. Los elementos de la cadena epidemiológica son el reservorio, el agente, la vía de transmisión, la puerta de entrada y salida, y el huésped susceptible. Todos estos
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forman una cadena, se van uniendo uno al lado del otro y dan como resultado una enfermedad. Agente El agente es un elemento, un ser vivo, cuya excesiva presencia o relativa ausencia puede producir una enfermedad. Excesiva presencia porque tiene que estar presente una cantidad de microorganismos para que se produzca la enfermedad, y relativa ausencia porque hay enfermedades que se producen por la falta de, por ejemplo todas las carencias vitamínicas. Hay que hacer una diferencia entre lo que es la infección y la enfermedad. La infección es la introducción al cuerpo y su multiplicación, pero no produce signos y síntomas de enfermedad. Para que haya enfermedad hay que tener algunos requisitos, para que aparezca la enfermedad tienen que considerarse 3 aspectos: Patogenicidad: capacidad de producir enfermedad y que se mide en una relación, que son el número de personas que se enferman clínicamente partido por el número de personas expuestas a la infección. Virulencia: mide la agresividad que tiene el microorganismo y que se traduce en que una enfermedad sea más o menos grave. Infectividad: es la cantidad de microbios necesaria para provocar la infección en los susceptibles. Y ahí tenemos un concepto que es la dosis infectiva, que es la cantidad mínima de microorganismos que debe introducirse al huésped para producir la enfermedad. Reservorio Es el hábitat natural, la casa que tiene el microorganismo, donde él puede vivir relajadamente y se puede multiplicar. Este reservorio puede ser el hombre, un animal o un foco ambiental. Hay un reservorio muy importante en epidemiología que es el enfermo no clínico, es decir, es una persona infectada, tiene el microorganismo en su organismo pero no produce la enfermedad y eso se llama portador. La importancia del portador en epidemiología se debe a que es un foco, los que rodean a la persona no saben que está enfermo, ni él mismo sabe y sin embargo puede ir contagiando al resto de las personas que están a su alrededor, o sea, el portador en epidemiología es un concepto que lo deben tener muy claro porque es muy importante. Hay varios tipos de reservorio: El enfermo clínico: obviamente si está sufriendo la enfermedad, el microorganismo está alojado en su interior, se multiplica, se desarrolla, está en su hábitat. El enfermo subclínico: que también esta “enfermo”, con síntomas vagos que pueden ser atribuibles a varias enfermedades, pero está enfermo por lo tanto de alguna manera también se aísla, se sale del resto del grupo de personas.
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Esos 2 reservorios son relativamente peligrosos porque como el enfermo está enfermo, sea subclínico o con una enfermedad ya identificada propiamente tal como enfermedad clínica, el enfermo de alguna manera se aísla por sí mismo o lo puede aislar el médico. Pero hay otros reservorios, como: Portador sano: que es aquel que tiene el microorganismo en su cuerpo pero no desarrolla la enfermedad, no tiene ni signos ni síntomas que uno pueda decir que la persona está enfermo. Portador en convalecencia: es el enfermo que tuvo la enfermedad y se mejoró y se está recuperando. Portador en periodo de incubación: persona que tiene los microorganismos en su cuerpo pero todavía no ha producido signos de enfermedad, está en período latente. Vía de transmisión Es el medio por el cual el agente viaja hasta encontrar una puerta de entrada que le sea favorable. Pueden ser directas o indirectas Vía directa: es la transmisión inmediata entre el agente y el huésped, hay varios tipos, se necesita un contacto íntimo: - Inyección de droga - Relación sexual - Procedimientos médicos - Gotitas de flugee - Partos - Tos - Transfusión - Contacto, etc. Vía indirecta: tiene que haber un medio entre el agente y el huésped, para que él viaje, se transporte hasta el huésped. Las más habituales son: por vehículo, por vector y aire a larga distancia a) Por vehículos: alimentos contaminados, utensilios de cocina, la cama o sea las sábanas, la ropa, los juguetes, es un vehículo por el cual de un huésped enfermo o portador sano va el microorganismo y lo toma un huésped sano pero susceptible e introduce ese microorganismo a su cuerpo. B) Por vector: puede ser mecánico o biológico. Vector es generalmente un insecto, un animal, que transporta el microorganismo en su persona.
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-Biológico: cuando el microorganismo hace alguna etapa de su multiplicación o desarrollo en él -Mecánico: cuando sólo lo lleva en sus patas, por ejemplo , la mosca lleva en sus patas excrementos, mugre, que contiene microorganismos, pero sólo la transporta. En cambio el dengue hace una etapa de su desarrollo, de su vida, en un mosquito, y el mosquito al picar pasa, introduce el microorganismo al huésped susceptible. c) Aire a larga distancia: es un poco como las gotitas de flugee pero más a distancia aun. Especialmente los microorganismos se ubican en pequeñas partículas de polvo, entonces viajan un poco más allá, y el sólo hecho de viajar lo hace indirecto porque utiliza las partículas de polvo, las pelusitas, lo que botan los árboles, viajan hasta otro huésped, no es un contacto directo frente a frente. Puertas de entrada y salida Corresponden siempre al aparato digestivo, respiratorio, a la piel y a las mucosas, porque esos son los orificios naturales que uno tiene, digestivo y respiratorio, y la piel y mucosas a través de la salida de algunas glándulas salivales, a través de alguna herida, piel más delgada en un momento dado, sirve para que el microorganismo se introduzca al huésped susceptible Huésped susceptible Es el último elemento antes de que se cierre la cadena. Es un ser vivo, el hombre es el que interesa en epidemiología, que recibe la acción patógena del agente, que proporciona un lugar adecuado para que éste crezca y se desarrolle en condiciones naturales, en ese momento el huésped, si es una enfermedad clínica, evidente, se transforma en un enfermo clínico que va a ser un reservorio de la enfermedad, y si no desarrolla la enfermedad clínica va a ser un portador, y ahí se cierra el ciclo de la cadena epidemiológica. Este huésped para que se produzca la enfermedad tiene que ser susceptible, o sea que tenga la capacidad de desarrollar la enfermedad, y eso también va a depender de la resistencia o de la inmunidad que pueda tener este huésped, y esta resistencia frente a una determinada enfermedad puede ser natural o adquirida: Inmunidad natural: cuando el huésped tiene contacto con el microorganismo, hay infección, el microorganismo se multiplica y él desarrolla anticuerpos que impiden que aparezca la enfermedad a toda orquesta. Inmunidad adquirida: puede ser la placentaria, que es el caso de las embarazadas que le transmiten al niño hasta los 6 meses o un año una serie de anticuerpos para que el niño no enferme de una determinada enfermedad, o puede adquirirla a través de la vacunación. Entonces dependerá de las condiciones de este huésped si el va a reaccionar con sólo una infección o si va a producir la enfermedad, y para que ésta aparezca tiene que estar presente una serie de factores que son propios del agente que se nombraron al comienzo, y otros factores.
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Ejemplo de cadena epidemiológica del cólera Agente: vibrión o vibrio cólera Reservorio: humano Puerta de salida: digestiva (acuérdense que era agua contaminada con heces humanas) Vía de transmisión: indirecta (a través del agua) Puerta de entrada: digestiva (porque se toma el agua) Huésped susceptible: humano Y este mismo huésped susceptible se transforma en reservorio Reservorio: humano Y así se inicia la cadena otra vez.
Ilustración 6 Cadena Epidemiologica del Colera (Enfermedades de Trans. y Cadena Epidemiologica)
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IV ACCIONES DE LA INGENIERÍA PARA LA GENERACIÓN DE OBRAS PREVENCIÓN Y CONTROL DE ENFERMEDADES
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Relleno sanitario: Antes, el tiradero de un pueblo por lo común era un área baja cerca de una corriente de agua. Los resultados visibles eran incendios, contaminación del agua, olores, ratas, moscas y papeles arrastrados por el viento.
El entierro de los residuos reducía estos problemas, pero la mejora más importante se la consiguió apisonando los residuos en capas y cubriéndolos con tierra al final de las operaciones de cada día. Este método llamado relleno sanitario se usó por primera vez en California, Estados Unidos de Norte América, en 1934. Un relleno sanitario es una obra de ingeniería destinada a la disposición final de los residuos sólidos en el suelo, que no causa molestia ni peligro para la salud y seguridad pública; tampoco perjudica el ambiente durante su operación ni después de terminado el mismo. Esta técnica utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en un área lo más pequeña posible, cubriéndola con capas de tierra diariamente y compactándola para reducir su volumen. Además, prevé los problemas que puedan causar los líquidos y gases producidos en el relleno, por efecto de la descomposición de la materia orgánica. Un relleno sanitario planificado y ambiental, de las basuras domesticas, ofrece una vez terminada su vida útil, excelentes perspectivas de una nueva puesta en valor del sitio, gracias a su eventual utilización en usos distintos al relleno sanitario; como ser actividades silvo-agropecuarias en el largo plazo. Contaminación del ambiente por presencia de residuos sólidos: Es el deterioro del mismo causado por los residuos sólidos dispuestos de una manera no controlada. La contaminación del medio ambiente por la presencia de residuos sólidos tiene muchas desventajas, como ser: - Enfermedades provocadas por vectores sanitarios: Existen varios vectores sanitarios de gran importancia epidemiológica cuya aparición y permanencia pueden estar relacionados en forma directa con la ejecución inadecuada de alguna de las etapas en el manejo de los residuos sólidos. - Contaminación de aguas: La disposición no apropiada de residuos puede provocar la contaminación de los cursos superficiales y subterráneos de agua, además de contaminar a la población que habita en estos predios. - Contaminación atmosférica: El material particulado, el ruido y el olor representan las principales causas de la contaminación atmosférica. - Contaminación de suelos: Los suelos pueden ser alterados en su estructura debido a la acción de los líquidos percolados, dejándolos inutilizables por largos periodos de tiempo. - Problemas paisajísticos y riesgos: La acumulación en lugares no aptos para residuos trae consigo un impacto paisajístico negativo, además de tener, en algunos casos, asociado un importante riesgo ambiental, pudiéndose producir accidentes tales como explosiones o derrumbes.
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Residuos sólidos degradables: Son de origen orgánico. Se fermentan, pudren o descomponen, por lo tanto, son químicamente inestables. Son todos aquellos que se van a descomponer en el medio ambiente con el transcurso del tiempo. Residuos sólidos no degradables: Son de origen inorgánico, como: metales, plásticos, vidrios y productos industriales. Tardan mucho tiempo en desintegrarse o nunca lo hacen, por eso se llaman no degradables. Son, por lo tanto, químicamente más estables. Residuos sólidos reciclables: Este tipo de residuos, después de su selección, pueden ser usados nuevamente como parte de la materia prima de un nuevo producto. Residuos sólidos peligrosos: Por lo general son corrosivos, explosivos, inflamables, irritantes, venenosos o contienen elementos patógenos, como en el caso de los residuos hospitalarios. Planta de tratamiento de agua: El término tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación o las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales llamadas, en el caso de las urbanas, aguas negras. La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final. Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el consumo humano y animal estos se organizan con frecuencia en tratamientos de potabilización y tratamientos de depuración de aguas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones. Sistema de tratamiento: Los tratamientos de aguas residuales han sido clasificados en sistemas preliminares, primarios, secundarios y terciarios o avanzados, división que, está bastante bien establecida. Tratamientos Preliminares: Son procesos destinados para preparar las aguas residuales para un posterior tratamiento. La función que cumple es de minimizar el material flotante; separación de la parte gruesa, lo que implicaría los aceites, maderas, plásticos, gomas y otros. Para ello se utilizan: - Rejas: retienen los sólidos en suspensión. - Tamices burdos: espacios de 100 mm a 150 mm. - Desmenuzadores: desmenuzan el material retenido por las rejas. - Desgarradores: hacer que las partículas de grasa queden pegadas en las paredes. - Desarenadores: retienen arena, detritos minerales. La calidad del agua residual no es sustancialmente mejorada por los sistemas preliminares. Más bien, la operación de los procesos subsiguientes es mejorada a
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través de la medición y el control del flujo y por la remoción de materiales que pueden interferir con el tratamiento mecánico, químico o biológico. Sistema de tratamiento primario Es un tratamiento físico que consiste en retener una buena parte de los sólidos en suspensión que lleva el agua residual, para lo cual se emplea la gravedad terrestre para que sedimenten los sólidos sedimentables en los decantadores o en las lagunas. En algunos casos, por las especiales características de los sólidos, es mejor separarlos en flotadores por aire disuelto. Esta etapa permite separar al rededor del 30% de la DBO original y aproximadamente el 60 % de los sólidos en suspensión. En algunas ocasiones se potencia el tratamiento primario con la adición de reactivos de manera que aumenta la formación de sólidos sedimentables a partir de sólidos coloidales o disueltos. En otras es necesario proceder a la neutralización del pH antes del siguiente tratamiento. Sistemas de Tratamiento Secundario Los sistemas de tratamiento secundario son proyectados para remover la materia orgánica soluble y coloidal que permanece después del tratamiento primario. Aunque la remoción de este material puede ser efectuada por medios fisicoquímicos, usualmente se entiende que el tratamiento secundario implica un proceso biológico. El agua residual además de contener materia orgánica, también transporta un gran número de microorganismos que son capaces de estabilizar el residuo en un proceso de purificación natural. El tratamiento biológico consiste en la aplicación de un proceso natural controlado, en el cual los microorganismos remueven material orgánico soluble coloidal del residuo y, a su vez, ellos mismos son removidos. Para realizar este proceso natural, en un tiempo razonable, es necesario que un número muy grande de microorganismos esté disponible en un recipiente. Los sistemas de tratamiento biológico son diseñados para mantener una gran masa activa de bacteria dentro de los confines del sistema. Si bien los mismos principios básicos permanecen en todos los procesos biológicos, las técnicas usadas en su aplicación pueden variar ampliamente. La mayor parte de los sólidos suspendidos que entran en una planta de tratamiento de aguas residuales, y los sólidos residuales generados en el tratamiento biológico, deben ser manejados como lodos en algún punto en el proceso de tratamiento. El carácter y la cantidad de los sólidos dependen del número y tipo de industrias de la comunidad, del grado a que sus residuos son pretrazados antes de descargarlos a las alcantarillas públicas. El tratamiento secundario es un tratamiento biológico que persigue transformar la materia orgánica del agua residual en materia celular, gases, energía y agua mediante la actividad de los microorganismos. A su vez se retienen también sólidos en suspensión y sólidos coloidales. Algunas veces se generan problemas por el crecimiento de microorganismos indeseables.
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Tratamientos finales o terciarios Es posible tratar el agua residual a cualquier grado que se pueda desear, hasta convertirla en potable o aun en agua químicamente pura. El tratamiento avanzado de agua residual abarca aquellas técnicas que son aplicadas con el fin de mejorar la calidad del agua residual más allá de la que usualmente es lograda en tratamiento secundario. La remoción de sólidos suspendidos es una aplicación del tratamiento avanzado de residuos y es probablemente la más común. Otras técnicas de tratamiento avanzado de residuos están dirigidas hacia la reducción de amoniaco, nitrógeno orgánico, nitrógeno total, fósforo, orgánicos refractarios y sólidos disueltos. El tratamiento terciario constituye un complemento a la depuración del agua residual, también muchas veces se le llama de afino. Los diferentes tratamientos empleados persiguen: reducir los sólidos en suspensión y la parte orgánica asociada, reducir la DBO y DQO solubles, reducir el contenido de fósforo y/o nitrógeno, eliminar microorganismos patógenos, eliminar detergentes o tóxicos no biodegradables. Tipo desechos y acumulación de excretas: Pozos de absorción: Son pozos subterráneos, cilíndricos o rectangulares, donde se filtran las aguas residuales. El pozo de absorción se recomienda como alternativa cuando no se pueden usar los campos de oxidación, o donde el suelo permeable es muy profundo. El líquido proveniente del tanque séptico o de la letrina con arrastre de agua, pasa a través del pozo hecho con ladrillos o rocas con juntas abiertas (sin mortero) y llega al suelo circundante. Luego es tratado por las bacterias presentes en el suelo. Las dimensiones y el número de pozos dependerán de la permeabilidad del terreno y del nivel freático (agua subterránea). La distancia entre dos pozos debe ser de por lo menos tres veces el diámetro interno del mayor de ellos. Cada pozo debe tener tapa de inspección Cámara séptica Es un receptáculo que recibe la descarga de aguas servidas de una edificación. Proyectado y construido de manera que permita separar los sólidos de líquidos durante el período de retención correspondiente, para digerir la materia orgánica y permitir la salida del líquido clarificado para ser dispuesto por los diferentes métodos de disposición de efluentes. La cámara séptica tiene como objetivo reciclar las aguas grises y las excretas para eliminar de ellas los sólidos sedimentables en uno a tres días. Consideraciones - El líquido que sale de la cámara séptica tiene altas concentraciones de materia orgánica y organismos patógenos por lo que se recomienda no descargar dicho líquido
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directamente a drenajes superficiales sino conducirlo a un campo de oxidación para tratamiento. - Las cámaras sépticas deben ser herméticas al agua, durables y estructuralmente estables. - El concreto reforzado y el ferrocemento son los materiales más adecuados para su construcción. - Al tanque séptico se le deben colocar tapas para la inspección y el vaciado. - Se deben tomar precauciones para que salgan los gases que se producen dentro del tanque. Para esto se puede colocar un tubo de ventilación. Ver Figura de cámara séptica
Ilustración 7 CAMARA SEPTICA (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES)
Recomendaciones - Utilizar agua de una manera conservadora para no saturar la cámara séptica. - Evitar verter compuestos como acetona, aceites, alcohol o líquidos para lavado en seco en la cámara séptica, pues no se descomponen fácilmente. - La cámara séptica se debe inspeccionar por lo menos una vez al año. - Cuando se abra la tapa de cualquier parte del sistema para inspección o limpieza se debe dejar pasar un tiempo que garantice una adecuada ventilación, porque los gases acumulados pueden causar explosiones o asfixia. - Nunca utilizar fósforos o antorchas para inspeccionar una cámara séptica. - No arrojar tapas ni basuras que puedan obstruir el sistema. - Cuando se haga la limpieza no se debe extraer la totalidad de los lodos. Debe dejarse un volumen que sirva de semilla. - No se debe lavar ni desinfectar la cámara séptica después de la extracción de lodos. - Los campos de oxidación y los pozos de absorción se deben inspeccionar periódicamente para observar su funcionamiento.
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Biodigestores Gracias a la virtud del ser humano para producir desperdicios, se ha generado un impulso hacia el estudio de cómo aprovechar la energía que la masa de residuos posee (biomasa). Biodigestor es el recipiente dentro del cual se transforma la materia orgánica en la producción de gas. Son una excelente alternativa en las zonas rurales. Los biodigestores están construidos en concreto, ladrillos, hierro o plástico. Tienen forma se silos, tanques, etc. Se los construye, preferentemente, bajo tierra o sobre nivel. Todos tienen los componentes básicos: área de premezclado, la cámara de digestión, sistema de uso del biogás y, la salida de efluentes (biofertilizante). El biogás, conocido como “gas de los pantanos”, es producido por la fermentación anaeróbica (sin oxígeno) de residuos orgánicos e inorgánicos. Mezclados con agua y depositados en un recipiente cerrado e impermeable (biodigestor) a temperatura entre los 20ºC y 30ºC. Estos residuos se descomponen debido a las bacterias anaeróbicas. Los productos obtenidos son un gas y un líquido. El gas contiene entre 55 - 70 % de metano, 30 - 40 % de dióxido de carbono e hidrógeno, y entre 1 - 5 % de otros gases. El líquido, conocido como biofertilizante, el cual es inodoro, contiene un 20% de proteínas, 4 % de N, P, K solubles (un 14% más de nitrógeno y 20% más de potasio que una mezcla similar de residuos procesados aeróbicamente), y tiene un pH de 7,5. Otra característica de la biodigestión es que el 99% de los parásitos (amebas, colis, tenias, etc.) mueren en el proceso. No sólo resuelve problemas de saneamiento sino además produce combustible y un fertilizante que posibilita la independencia energética de la propiedad rural. El proceso digestivo se completa entre los 30 y 40 días produciéndose la mayor cantidad de biogás. Se deberán renovar los insumos para mantener la producción. Cuando los residuos no digeribles alcancen cierta magnitud, se deberá limpiar el biodigestor, de 1 a 2 veces al año, vaciándolo totalmente en forma manual o por bombeo. Debe estar provisto de mecanismos para: extracción de los lodos, acumulación y expulsión de gases, eliminación de los sólidos, dispositivos de seguridad contra explosión y el vaciado del digestor. El manejo de un biodigestor implica una gran responsabilidad, ya que genera un gas explosivo. Se debe contar con sistemas de seguridad.
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Ilustraciรณn 8 TABLA BIOGAS (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES)
Ilustraciรณn 9 BIODIGESTOR CHINO (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES)
Ilustraciรณn 10 BIODIGESTOR HINDร (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES)
Ilustraciรณn 11 BIODIGESTOR DE DOMO FIJO (OBRAS ING. PARA CONTROL ENFERMEDADES)
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Ventajas de Biodigestores. Relacionadas con el medio ambiente: - Reducción de la producción de gas metano. El excremento en estado natural expulsa grandes cantidades al espacio de este gas, que es uno de los más perjudiciales para la capa de ozono. - Evita los malos olores entre el 90 y 100%. - Se evita en un 100% la contaminación de suelos y agua. Los excrementos constituyen uno de los elementos más contaminantes de nuestro medio ambiente. - Se evita la tala de árboles para ser utilizados en la cocción; los biodigestores son una de las grandes posibilidades para evitar la tala desmedida que se está dando. - Producción de fertilizante orgánico; es una opción para cambiar la agricultura tradicional por una orgánica, el afluente del biodigestor es una excelente alternativa. - No se produce humo; este es uno de los males que afectan la salud de las amas de casa que cocinan con leña, liberando gran cantidad de CO2 a la atmósfera. - No se da la proliferación de insectos. En las actividades pecuarias abundan los insectos, especialmente moscas y zancudos. - La leña que se utilizaría en la cocción de los alimentos se deja en el campo y tiene gran importancia como abono orgánico, a la vez también retiene la escorrentía del agua y permite mejorar las condiciones del suelo. Asociado con el bienestar familiar: - El hollín de los trastos, techo y toda la casa de habitación, cuando se cocina con leña, es inevitable, la familia tiene que construir una cocina aparte de la casa para evitar los efectos del humo. Además, debe invertir para la reposición de trastos y techo para su casa, lo que se traduce en un gasto económico muy alto. - No se recoge leña. A nadie le agrada la idea de tener que ir a recoger la leña. Con el biodigestor se evita por completo esta responsabilidad. Alcantarillado sanitario Es el sistema de recolección diseñado para evacuar exclusivamente aguas residuales domesticas e industriales de una población. Las aguas residuales son transportadas desde su punto de origen hasta las instalaciones depuradoras a través de una red de alcantarillado. Las instalaciones domésticas suelen conectarse mediante tuberías de arcilla, hierro fundido o PVC de entre 8 y 10 cm. de diámetro. El tendido de alcantarillado, con tuberías maestras de mayor diámetro, puede estar situado a lo largo de la calle a una profundidad entre 1,5 a 2,0 m. Los tubos más pequeños suelen ser de arcilla, hormigón o cemento, y los mayores, de cemento reforzado con o sin revestimiento. A diferencia de lo que ocurre en el tendido de suministro de agua, las aguas residuales circulan por el alcantarillado más por efecto de la gravedad que por el de la
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presión. Es necesario que la tubería esté inclinada para permitir un flujo de una velocidad de al menos 0,3 m/s, ya que a velocidades más bajas la materia sólida tiende a depositarse. Bacterias existentes en el suelo El suelo presenta una gran cantidad de bacterias propias del mismo, las cuales permiten la degradación de elementos que entran en contacto con él. Las bacterias desarrollan dos actividades extremadamente importantes. Las bacterias autótrofas realizan importantes cambios en los suelos al fijar en éste el nitrógeno atmosférico (bacterias nitrificantes). Las heterótrofas cierran el ciclo de la materia en los ecosistemas al degradar casi cualquier sustancia orgánica a sus elementos inorgánicos originales. Pueden vivir libres o en simbiosis con plantas superiores. Riesgos para la salud por la disposición de excretas: La disposición inadecuada de las excretas es una de las principales causas de enfermedades infecciosas intestinales y parasitarias, particularmente en la población infantil y en aquellas comunidades de bajos ingresos ubicadas en áreas marginales urbanas y rurales, donde comúnmente no se cuenta con un adecuado abastecimiento de agua, ni con instalaciones para el saneamiento. La disposición adecuada de las excretas tiene como finalidad: - Proteger las fuentes de aguas superficiales o subterráneas. - Proteger la calidad del aire que respiramos y del suelo. - Proteger la salud de las personas. Infecciones causadas por la mala disposición de las excretas Los organismos patógenos que causan enfermedades intestinales viven en los excrementos o materias fecales de los seres humanos y de los animales, y utilizan diferentes formas de contagio, como por ejemplo: - Contacto directo de las manos sucias con la boca o con los alimentos. - Uso de agua contaminada con materia fecal. - Transmisión a través de cultivos fertilizados con materias fecales o aguas negras sin tratar. Las enfermedades transmitidas por la inadecuada disposición de las excretas incluyen las transmitidas por vía fecal-oral (la disentería amibiana, el cólera, la diarrea, la fiebre tifoidea, etc.); y las infecciones helmínticas del tracto intestinal como la ascariasis (lombriz intestinal) y la tricuriasis (lombriz latiguiforme), entre otras. El problema de la mala disposición en las excretas se puede solucionar mediante la implementación de tecnologías simples y la participación de la comunidad, en aquellos sectores que no cuentan con las instalaciones adecuadas.
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V NIVELES DE ORGANIZACIÓN
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EL AMBIENTE Y SU IMPORTANCIA El ambiente es un sistema complejo interdependiente de factores físicos, químicos, biológicos, sociales y culturales que a su vez permite el desarrollo de las actividades humanas en la tierra. Los factores físicos y químicos comprenden todo lo inerte en el planeta (atmosfera, hidrosfera, litosfera, biósfera). La hidrosfera y la litosfera es la región en donde se encuentran todos los recursos necesarios para el mantenimiento de la vida. La atmosfera es la capa gaseosa que envuelve la tierra, la hidrosfera es la zona liquida del planeta, la litosfera comprende la región solida, la biosfera es la franja que rodea la superficie terrestre en la que se desarrollan todas las formas de vida, incluido el hombre. La biosfera es la fuente de las sustancias liquidas, solidas y gaseosas, como el agua, los alimentos y el aire, necesarias para el sostenimiento de la vida y por otra el receptor de todos los desechos líquidos, sólidos y gaseosos producidos por los seres vivos. Los organismos vivos no existen en forma aislada, interactúan entre si y con los componentes físicos y químicos del ambiente inanimado. La ciencia que estudia las interacciones entre los organismos y su ambiente se denomina ECOLOGIA. Hasta hace pocos años , los estudios de ecología generalmente se realizaban sobre ambientes naturales, hoy en dia, el hombre esta muy interesado en estudiar zonas muy intervenidas como las areas de intensa explotación agrícola , las ciudades y los complejos industriales, debido a que necesita saber que le sucede a los microorganismos y nutrientes del suelo cuando se practica la agricultura intensiva o como es la respuesta de los ríos o lagos cuando el hombre descarga residuos en ellos. Este EL ECOSISTEMA La ecología se ha definido también como el estudio de los ecosistemas; entendiéndose por ecosistema la unidad básica de interacción organismo ambiente, o unidad fundamental de la biosfera que representa un nivel de organización que funciona como un sistema abierto donde están integrados los componentes animados e inanimados de un área determinada. Cuando la ecología estudia los ecosistemas en cuanto a la forma en que influyen en los seres humanos y reciben la influencia de estos se denomina ECOLOGIA HUMANA. En este caso, se deben considerar aspectos biológicos, químicos, políticos y sociales. Las interacciones entre los organismos vivos y su ambiente son complejas. Consideremos el siguiente ejemplo: una araña depende entre otros factores, de los insectos que atrapa, del espacio disponible para construir su nido o hábitat, de la temperatura y humedad y de la disponibilidad de oxigeno en el ambiente. Ahora bien, el papel ecológico de la araña en el equilibrio del ecosistema donde vive consiste en comerse a otro grupo de insectos de una o varias especies, esto representa el nicho ecológico de la araña. Este nicho, se verá afectado por la disponibilidad de animales que sirven de alimento a la araña y , estos animales, dependerán a su vez de otras plantas, de los cambios climáticos, de las horas de luz solar o de los nutrientes del suelo.
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En un ecosistema, el complejo mecanismo de interacción entre los organismos y su ambiente está influenciado por sus componentes bióticos y abióticos. Los componentes abióticos de un ecosistema son todos aquellos factores físicos como la luz solar, la temperatura, la presión atmosférica, el microclima, la altitud y la latitud; o los factores químicos como el oxigeno, el dióxido de carbono y el agua. Los componentes abióticos y bióticos se produce una influencia reciproca, por ejemplo, los factores físicos y químicos inciden en el desarrollo de los organismos vivos, pero estos por su parte, la influencia de la temperatura del medio ambiente y la velocidad de los cambios químicos. COMPONENTE ABIOTICO En la naturaleza, la gran variedad de componentes físicos y químicos que conforman la parte abiótica del ecosistema, genera una diversidad de ambientes propicios para el desarrollo de la vida. Por ejemplo, dependiendo de la cantidad de agua presente en el ambiente , los ecosistemas se pueden clasificar para su estudio en acuáticos y terrestres . en general, los componentes físicos y químicos que afectan a los organismos vivos de los ambientes tanto terrestres como acuáticos son los mismos; sin embargo, la importancia de estos componentes en cada medio puede ser muy diferente. COMPONENTES ABIOTICOS FISICOS Los componentes abióticos físicos más importantes son la luz solar, la temperatura, la presión atmosférica, la altitud, la latitud y el sustrato. Los organismos vivos requieren energía para su mantenimiento, desarrollo y reproducción. La fuente natural de energía de los ecosistemas es el sol. La energía solar visible que alcanza la biosfera permite, la actividad biológica en los ecosistemas, los ciclos atmosféricos, la generación de los vientos y las olas, la fusión y evaporación del agua, el ciclo hidrológico y el desplazamiento de los elementos químicos entre la atmosfera, la litosfera y la hidrosfera. La radiación solar que recibe una región especifica de la tierra determina su temperatura ambiental.la diferencia de temperatura producida entre las regiones polares y ecuatoriales no es la misma para los ecosistemas acuáticos y terrestres; es así, como entre las aguas profundas del océano ártico (-2ºC) y las aguas poco profundas del océano golfo pérsico (35ºC) existe una diferencia de temperatura de 37ºC , en cambio, entre la superficie terrestre de la Antártida (-88ºC) y las arenas en el desierto libio (57ºC), la diferencia de temperatura es de 145ºC. La variedad de temperatura producidas en el planeta, aunado al movimiento de rotación de la tierra , originan los vientos , las mareas y las lluvias; variables ambientales que contribuyen a generar diferentes climas y, como consecuencia, lugares característicos de desarrollo de vida vegetal y animal. Es por eso, que existen organismos que viven en regiones polares donde la temperatura desciende por debajo del punto de congelación del agua, o habitan zonas desérticas e incluso en aguas termales donde la temperatura puede alcanzar valores superiores a los 55ºC. Sin embargo es entre 0ºC y 45ºC donde se produce la mayor actividad metabólica en el planeta.
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Por la influencia que tiene la temperatura en el desarrollo de los ecosistemas , se considera una variable abiótica física que determina la distribución de las especies sobre la tierra e incide significativamente sobre su reproducción y desarrollo , otros componentes abióticos físicos son la presión, la altitud y la latitud, directa o indirectamente también influyen en la distribución de la especies. La temperatura media de la atmosfera disminuye 0.5ºC por cada grado de aumento de latitud o por cada 100 metros de altitud . Con respecto a la presión, a medida que ascendemos a la atmosfera la presión atmosférica disminuye y si descendemos en los océanos la presión aumenta. Mientras que a nivel del mar la presión atmosférica es de una atmosfera (760mmmg), a 4000 metros por encima de este nivel la presión atmosférica es de aproximadamente ,528mmhg;a 4000 metros por debajo del nivel del mar la presión supera las 400atmosferas. El sustrato constituye la superficie sobre la que se establecen determinados seres vivos para cumplir sus funciones; es este sentido, el sustrato sirve de medio para que se generen las condiciones físicas, químicas y biológicas requeridas por los seres vivos. En los ecosistemas terrestres, el sustrato lo conforma el suelo en cuya formación intervienen factores químicos y biológicos que favorecen la descomposición de tejidos animales y vegetales y por tanto, el incremento del contenido de materia orgánica y nutriente, así como el desarrollo de la vegetación, indispensable para minimizar la erosión causada por el viento y el agua. En los ecosistemas acuáticos, el sustrato está formado, principalmente, por rocas lisas, piedras sueltas, grava, arena y barro. En general, el sustrato ejerce una influencia muy importante sobre los organismos, puesto que , para unos , constituye la superficie sobre la que viven y se desplazan y , para otros, la región en cuyo interior transcurre toda su vida. COMPONENTES ABIOTICO QUIMICO Los componentes abióticos químicos también influyen en la distribución y desarrollo de los organismos vivos en los ecosistemas , debido a los cambios químicos que producen . son componentes abióticos químicos el oxigeno molecular y el dióxido de carbono. El oxigeno (02) y el dióxido de carbono (CO2) son factores químicos importantes que participan en dos procesos naturales vitales para la vida vegetal y animal como son la fotosíntesis y la respiración. El oxigeno, es más abundante en el aire que en el agua, por tanto, puede llegar a ser un factor que limita el desarrollo de los organismos vivos en el ecosistema acuático. La concentración de saturación del oxigeno disuelto en el agua , a 25ºC y 1 atmosfera , es de 8,2mg/l; en cambio en el aire, la concentración es de 275mg/l. El oxigeno disuelto en el agua aumenta a medida que desciende la temperatura y aumenta la turbulencia, un ejemplo , un rio turbulento y poco profundo tiene más oxigeno disuelto que un rio lento y profundo. Cualquier perturbación natural o provocada por el hombre que disminuya la concentración de oxigeno en un cuerpo de agua afectara sensiblemente la salud de este ecosistema acuático. En los ecosistemas acuáticos la concentración de oxigeno disuelto limita el desarrollo de los seres vivos.
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Los ecosistemas terrestres disponen de una cantidad constante de oxigeno debido a que su fuente principal es el aire en donde la concentración es de , aproximadamente 21%, como consecuencia, sobre los ecosistemas terrestres la concentración de oxigeno no ejerce una acción limitante para el desarrollo de los organismos vegetales y animales. COMPONENTES BIOTICOS EL componente biótico representa el conjunto de seres vivos de un ecosistema. Los organismos vivos del ecosistema pueden dividirse en tres grandes grupos: productores, consumidores y des componedores. Los productores son los organismos de una comunidad capaces de utilizar la energía solar para transformar el dióxido de carbono, ciertas sales minerales y el agua, en sustancias orgánicas que servirán de alimento no solo a ellos , sino también a los restantes organismos que habitan la tierra. Al grupo de los productores pertenecen las plantas verdes, de ellas depende la vida de los demás seres vivos del ecosistema. Los consumidores son organismos que no pueden fijar la energía solar, por tanto, obtienen los compuestos energéticos necesarios para la subsistencia a partir de los tejidos vegetales. Es el grupo de los animales. Cuando los consumidores se alimentan directamente de las hojas de los arboles, como es el caso de las jirafas, se denominan herbívoros pero al alimentarse de herbívoros se conocen como carnívoros. Los des componedores llamados también desintegradores o reductores, son microorganismos como bacterias, hongos y protozoos, responsables en la naturaleza de transformar los tejidos vegetales y animales muertos en sustancias asimilables de nuevo por los productores, por tanto, reciclan las materias primas al devolver al medio físico una serie de compuestos como nitratos, fosfatos y sulfatos, indispensables para que los vegetales inicien un nuevo ciclo de vida. Como consecuencia, la vida en la tierra también depende de estos microorganismos; en caso de no existir, los tejidos vegetales y animales se acumularían y al agotarse los nutrientes básicos, se llegarían al fin de la vida. BACTERIAS Las bacterias son microorganismos unicelulares con un sistema de reproducción por escisión binaria, aunque algunas especies se reproducen sexualmente o por gemación. Generalmente, su forma puede ser esférica, cilíndrica (bastoncillo) o helicoidal (espiral). Atendiendo, a los requerimientos (O2) para su sobrevivencia, las bacterias pueden ser aerobias, anaerobias o facultativas. Las bacterias aerobias se desarrollan en presencia de oxigeno, las anaerobias en ausencia de oxigeno, y las facultativas tienen la capacidad de desarrollarse tanto en presencia como en ausencia de oxigeno. La estructura general de las células bacterianas es parecida entre si. El interior de la célula que recibe el nombre de citoplasma, contiene una suspensión coloidal de proteínas, carbohidratos y otros compuestos orgánicos complejos. En el citoplasma, se encuentra el núcleo de la célula con su componente principal el acido desoxirribonucleico (ADN). El ADN contiene la información genética necesaria para la reproducción de la célula.
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Según Metcalf y Eddy (1995), la composición básica de la célula es de 80% de agua y el 20% restante de materia seca; la fracción seca a su vez está compuesta de 90% de materia orgánica y 10% de materia inorgánica. La fracción orgánica de la célula se puede representar por medio de la formula química C5H7O2N. Cuando se considera la presencia de fosforo, la formula química es C60H87O23N12P. Como todos los elementos químicos presentes en la célula deben encontrarse en el ecosistema, la falta de cualquiera de ellos limitara el crecimiento celular. La supervivencia y desarrollo de las bacterias en los ecosistemas depende, entre otras factores, de la temperatura y el pH del medio. Si bien, estos microorganismos pueden sobrevivir en intervalos de las dos variables antes nombradas, el crecimiento optimo se da en intervalos muy pequeños. Según el intervalo de temperatura en que se desarrollan las bacterias estos microorganismos se clasifican en criofilas, mesofilas y termófilas. Otro factor importante en el crecimiento de las bacterias es el pH. Aunque el intervalo optimo de pH es de 6,5 a 7,5; algunos de estos microorganismos toleran valores extremos de 4,0 y 9,5 unidades de pH. La función que cumplen las bacterias en los procesos de descomposición y estabilización de la materia organica, tanto en los sistemas naturales como en los industriales, es de vital importancia para evitar los problemas de contaminación ocasionados por la descarga de materia y energía, en esos ambientes.
Ilustración 12 CELULA BACTERIANA Y SUS PARTES (NIVELES DE ORGANIZACION)
COMPOSICION TIPICA DE LAS CELULAS BACTERIANAS ELEMENTO
PORCENTAJE
DE
VALOR
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QUIMICO
MASA
TIPICO
(SECO) INTERVALO
Carbono
45-55
50
Oxigeno
16-22
20
Nitrogeno
12-16
14
Hidrogeno
7-10
8
Fosforo
2-5
3
Azufre
0.8-1,5
1
Potasio
0,8-1,5
1
Sodio
0,5-2,0
1
Calcio
0,4-0,7
0,5
Magnesio
0,4-0,7
0,5
Cloro
0,4-0,7
0,5
Hierro
0,1-0,4
0,2
Otros
0,2-0,5
0,3
INTERVALO TIPICO DE TEMPERATURA PARA TRES TIPOS DE BACTERIAS TIPO
INTERVALO TOLERABLE
INTERVALO OPTIMO
-10 a 30
12 a 18
Mesofilas
20 a 50
25 a 40
Termofilas
35 a 75
55 a 65
Criofilas psicrofilas
o
HONGOS Los hongos son organismos protistas, aerobios, multicelulares y no fotosintéticos. Desde el punto de vista ecológico, los hongos presentan ciertas ventajas sobre las bacterias debido a que pueden desarrollarse en ambientes de poca humedad y dentro de un intervalo de pH entre 2 y 9. El pH optimo para la mayoría de las especies de
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hongos es de 5,6. Los requerimientos de nitrógeno por parte de estos microorganismo es, aproximadamente el 50% del demando por las bacterias. Al igual que las bacterias, los hongos juegan un papel importante en la estabilización de la materia orgánica presente en los ecosistemas. PROTOZOOS Los protozoos son organismos protistas, móviles, generalmente unicelulares y heterótrofos aerobios, aunque algunos son anaerobios. Los protozoos se alimentan de bacterias y de otros microorganismos; esta preferencia en su alimentación, determina su importancia en los procesos ambientales como la purificación de los cuerpos de agua, pues permite mantener el equilibrio natural entre los diferentes tipos de microorganismos. Desde el punto de vista de la ingeniería sanitaria, los protozoos mas importantes son los flagelados, los ciliados y las amebas. ROTIFEROS Los rotíferos son organismos aerobios, heterótrofos y multicelulares, Su nombre se debe a la presencia de dos juegos de pestañas giratorias sobre su cabeza que emplean para capturar los alimentos y para moverse. Los rotíferos son muy eficaces para eliminar bacterias dispersas y floculadas, asi como pequeñas partículas de materia orgánica. Su presencia en el agua indicada un proceso aerobio de purificación biológico muy eficiente. ALGAS Las algas son organismos protistas unicelulares y multicelulares, autótrofos y fotosintéticos. La capacidad de las algas para generar oxigeno por medio de las fotosíntesis es de vital importancia para el equilibrio ecológico de ambientes acuáticos como es el caso de las lagunas de estabilización. Sin embargo, cuando un medio acuático (nitratos, fosfato y sulfatos), puede conducir al desarrollo explosivo de grandes colonias flotantes de algas en toda la superficie del agua lo que altera el equilibrio ecológico. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS ORGANISMOS VIVOS Probablemente, la forma más correcta de estudiar a los diferentes grupos de seres vivos presentes en sus ambientes naturales es a través de un espectro biológico. En este sentido, el doctor Eugene P. Odum, referido por Sutton (1989), ha sugerido que se consideren las aéreas de estudio biología como espectros constituidos por diferentes niveles de organización, cada uno de los cuales representa un tipo de sistema biológico. El gen se considera el elemento más sencillo, continuando con las células, los órganos, los organismos, las poblaciones y las comunidades. Cada integrante del espectro o nivel de organización interacciona con la materia y energía de su ambiente físico-quimico; originando lo que en ecología se conoce como sistemas biológicos funcionales.
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VI ECOSISTEMA Y EQUILIBRIO NATURAL. FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO DEL ECOSISTEMA.
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Ecosistema Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema. El concepto, que comenzó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (por ejemplo plantas, animales, bacterias, protistas y hongos) que forman la comunidad (biocenosis) y los flujos de energía y materiales que la atraviesan. Tipos de Ecosistemas La primera gran división en la que podemos clasificar a los ecosistemas es en: Acuáticos Aéreos Terrestres Esta clasificación obedece a cuál es el medio fluido en el que viven los organismos. Según que medio sea: agua o el aire, cada uno de ellos presenta una serie de particularidades, de ventajas e inconvenientes. Medios acuáticos: En los medios acuáticos los problemas principales son el abastecimiento de oxígeno (O2) y la disminución de la luz a medida que aumenta la profundidad (hasta llegar a la falta total de iluminación en las profundidades marinas), y también a una escasez relativa de nutrientes, o de la posibilidad de acceder a ellos. Por otra parte, en estos ecosistemas la influencia del clima es mucho menor, ya que las características propias del agua amortiguan las diferencias de temperatura. Medios aéreos o terrestres: En los medios aéreos los principales problemas son la escasez del agua y también la obtención de nutrientes: el aire no es un medio que pueda contener las sustancias necesarias para la vida. Los organismos que habitan los medios aéreos se ven obligados a buscar los nutrientes en el sustrato sólido, en el suelo. Esto hace que se vean ligados al suelo de forma irremediable para la obtención del sustento. Por ello a este tipo de ecosistemas se los puede llamar también terrestres, ya que si bien el medio fluido es el aire, encuentran el alimento en la tierra. Biomas Un concepto similar al de ecosistema es el de bioma, que es, climática y geográficamente, una zona definida ecológicamente en que se dan similares condiciones climáticas y similares comunidades de plantas, animales y organismos del suelo, a menudo referidas como ecosistemas de gran extensión. Los biomas se definen basándose en factores tales como las estructuras de las plantas (árboles, arbustos y hierbas), los tipos de hojas (plantas de hoja ancha y aguja), la distancia entre las plantas (bosque, selva, sabana) y el clima. A diferencia de las eco-zonas, los biomas no
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se definen por genética, taxonomía o semejanzas históricas y se identifican con frecuencia con patrones especiales de sucesión ecológica y vegetación clímax. Dinámica de los ecosistemas La introducción de nuevos elementos, ya sea abiótico o biótico, puede tener efectos disruptivos. En algunos casos puede llevar al colapso y a la muerte de muchas especies dentro del ecosistema. Sin embargo en algunos casos los ecosistemas tienen la capacidad de recuperarse. La diferencia entre un colapso y una lenta recuperación depende de dos factores: la toxicidad del elemento introducido y la capacidad de recuperación del ecosistema original. Los ecosistemas están gobernados principalmente por eventos estocásticos (azar), las reacciones que estos eventos ocasionan en los materiales inertes y las respuestas de los organismos a las condiciones que los rodean. Así, un ecosistema es el resultado de la suma de las respuestas individuales de los organismos a estímulos recibidos de los elementos en el ambiente. La presencia o ausencia de poblaciones simplemente depende del éxito reproductivo y de dispersión; los niveles de las poblaciones fluctúan en respuesta a eventos estocásticos. Si el número de especies de un ecosistema es más alto el número de estímulos también es más alto. Desde el principio de la vida los organismos han sobrevivido a continuos cambios por medio de la selección natural. Gracias a la selección natural las especies del planeta se han ido adaptando continuamente a los cambios por medio de variaciones en su composición biológica y distribución. Se puede demostrar matemáticamente que los números mayores de diferentes factores interactivos tienden a amortiguar las fluctuaciones en cada uno de los factores individuales. Dada la gran diversidad de organismos en la Tierra, la mayoría de los ecosistemas cambia muy gradualmente y a medida que unas especies desaparecen van surgiendo o entrando otras. Localmente las sub-poblaciones se extinguen continuamente siendo reemplazada más tarde por la dispersión de otras subpoblaciones. Si los ecosistemas están gobernados principalmente por procesos estocásticos deben ser más resistentes a los cambios bruscos que cada especie en particular. En la ausencia de un equilibrio en la naturaleza, la composición de especies de un ecosistema puede experimentar modificaciones que dependen de la naturaleza del cambio, pero es posible que el colapso ecológico total sea infrecuente. Componentes de los Ecosistemas: Factores bióticos: Son aquellos componentes de un ecosistema que poseen vida y que permiten el desarrollo de la misma. En general los factores bióticos son los seres vivos; ejemplo: animales, plantas, hongos, bacterias, etc.
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Factores abióticos Son aquellos componentes de un ecosistema que no requieren de la acción de los seres vivos, o que no poseen vida, es decir, no realizan funciones vitales dentro de sus estructuras orgánicas. Los factores abióticos se clasifican en: Factores abióticos químicos
Factores abióticos físicos
ph
Lluvias
composición del suelo, agua o aire
intensidad de la luz solar
sustancias químicas
Temperatura
Equilibrio Natural Llamada también estabilidad de la naturaleza, se refiere a las relaciones entre los seres vivos, con el medio y entre ellos. Entonces en la naturaleza convivimos diferentes poblaciones de seres vivos, que compartimos recursos, como el agua, la luz y el territorio que están en un equilibrio dinámico. Factores que afectan el equilibrio natural: 1. Tala indiscriminada de los bosques. 2. Caza ilimitada de animales. 3. Contaminación ambiental, como los derrames de petróleo. 4. Aumento de la población con la construcción de casas, autopistas y ciudades. 5. La contaminación auditiva y el monóxido de carbono de los vehículos. 6. La no separación adecuada de las basuras (reciclaje). 7. El uso de los aerosoles y otras sustancias que desgastan la capa de ozono. 8. El uso inadecuado de la electricidad, ya que estos desgastan los embalses naturales lo cual contribuye al calentamiento solar. 9. Los Desastres naturales deslizamientos, vendavales, etc.
como
erupciones
volcánicas,
inundaciones,
Bioconstrucción Reciben el nombre de bioconstrucción los sistemas de edificación o establecimiento de viviendas, refugios u otras construcciones, realizados con materiales de bajo impacto ambiental o ecológico, reciclados o altamente reciclables, o extraíbles mediante procesos sencillos y de bajo costo como, por ejemplo, materiales de origen vegetal y biocompatibles. El acto de construir y de edificar genera un gran impacto en el medio que nos rodea. La bioconstrucción persigue minimizarlo en la medida de lo posible ayudando a
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crear un desarrollo sostenible que no agote al planeta sino que sea generador y regulador de los recursos empleados en conseguir un hábitat saludable y en armonía con el resto. La vivienda debe adaptarse a nosotros como una 3ª piel, debe procurarnos cobijo, abrigo, salud. La Bioconstrucción debe entenderse como la forma de construir respetuosa con todos los seres vivos. Es decir, la forma de construir que favorece los procesos evolutivos de todo ser vivo, así como la biodiversidad. Garantizando el equilibrio y la sustentabilidad de las generaciones futuras. Para ello se deben de tener en consideración: Gestión del suelo Gestión del agua Gestión del aire Gestión de la energía Consumo y desarrollo local
Ilustración 13 PRIMERA CASA SOLAR QUE PRODUCE ENERGIA DE SOBRA (ECOSISTEMA Y EQUILIBRIO NATURAL)
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VII EL AGUA COMO RECURSO FUNDAMENTAL
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El Agua Al mismo tiempo que constituye el líquido más abundante en la Tierra, representa el recurso natural más importante como también es la base fundamental de la vida en el planeta tierra , esta se puede considerar como un recurso renovable cuando se controla cuidadosamente su uso, tratamiento, liberación Y circulación. De lo contrario es un recurso no renovable en una localidad determinada. El recurso del agua como gran importancia conforma varias características, donde estas poseen un cierto contenido y cantidad de sales y carezca de organismos que dañen la salud, podemos fijar su importación de la siguiente manera: Fuente de vida: Sin ella no pueden vivir ni las plantas, ni los animales ni el ser humano. Indispensable en la vida diaria: Uso doméstico: en la casa para lavar, cocinar, regar, lavar ropa, etc. Uso industrial: en la industria para curtir, fabricar alimentos, limpieza, generar electricidad, etc. Uso agrícola: en la agricultura para irrigar los campos. Uso ganadero: en la ganadería para dar de beber a los animales domésticos. En la acuicultura: para criar peces y otras especies. Uso medicinal: en la medicina para curar enfermedades. Las aguas termales y medicinales son muy abundantes en el Perú. Por ejemplo: los baños del Inca en Cajamarca; los baños de Churín en Lima; los baños de Jesús en Arequipa, etc. Las aguas minerales son de consumo para bebida y contienen sustancias minerales de tipo medicinal. Uso deportivo: en los deportes como la natación, tabla hawaiana, esquí acuático, canotaje. Uso municipal: en las ciudades para riego de parques y jardines. Todo es con la finalidad para que podamos consumirla y utilizarla en nuestras casas, en la producción de alimentos de origen vegetal o animal y en la industria, y podamos obtener de ella la mejor calidad. Aspectos para estudiar la Problemática del Agua El agua brota como el mayor conflicto geopolítico del siglo XXI ya que se espera que en el año 2025, la demanda de este elemento tan necesario para la vida humana será un 56% ,Se calcula que para los 6.250 millones de habitantes a los que hemos llegado se necesitaría ya un 20% más de agua. El problema no es la falta de agua dulce potable sino, más bien, la mala gestión y distribución de los recursos hídricos y sus métodos por lo que podemos definir según las encuestas es que El agua representa el 70% del peso de un adulto y el 80% del peso de un niño. Una pérdida del 10% puede producir graves alteraciones, e inclusive la muerte si el porcentaje alcanzara el 20%. Como otro punto importante en la problemática del agua se presenta En muchos países en desarrollo, desde un 80% hasta un 90% del agua vertida en las costas son aguas residuales, es decir, desechos que no fueron debidamente tratados. La contaminación, relacionada con un crecimiento acelerado de la población en las zonas costeras, con las infraestructuras de saneamiento y con el tratamiento inadecuado de
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desechos, constituye una amenaza para la salud pública, para la vida silvestre y también para las fuentes de ingresos como pueden ser la pesca y el turismo. Sin embargo, debido a las malas gestiones, a los recursos limitados y a los cambios medio ambientales, casi uno de cada cinco habitantes del planeta no tiene acceso al agua potable y el 40% de la población mundial no dispone del servicio básico de saneamiento. Esto fue lo expresado en el segundo Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el valor y el desarrollo de los recursos hídricos. Distribución del Agua: En nuestro planeta las aguas ocupan una alta proporción en relación con las tierras emergidas, y se presentan en diferentes formas: Mares y océanos, que contienen una alta concentración de sales y que llegan a cubrir un 71% de la superficie terrestre. Aguas superficiales, que comprenden ríos, lagunas y lagos. Aguas del subsuelo, también llamadas aguas subterráneas, por fluir por debajo de la superficie terrestre. Aproximadamente 97% del agua del planeta es agua salina, en mares y océanos; apenas 3% del agua total es agua dulce (no salina) y de esa cantidad un poco más de dos terceras partes se encuentra congelada en los glaciares y casquetes helados en los polos y altas montañas.
Ilustración 14 DISTRIBUCION DE AGUA TERRESTRE (AGUA COMO RECURSO FUNDAMENTAL)
Las propiedades físicas y químicas del agua: La falta de acceso al agua potable y al saneamiento conduce a la muerte de 8 millones de personas cada año y, por ende, representa la principal causa de mortalidad en el mundo, un desafío crucial para la humanidad por ello es de vital importancia definir su composición y su estructura tanto física como química. El agua es insípida e inodora en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua varía según su estado físico.
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El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía. La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los árboles. Otra fuerza muy importante que refuerza la unión entre moléculas de agua es el enlace por puente de hidrogeno. El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente relacionado con la presión atmosférica. El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas. Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua como las sales, azúcares, ácidos, álcalis, y algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono, mediante carbonación) son llamadas hidrófilas, mientras que las que no combinan bien con el agua como lípidos y grasas se denominan sustancias hidrofóbicas. El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como el cloruro de sodio. Ciclo del agua: El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrosfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico. El agua de la hidrosfera procede de la desfragmentación del metano, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos oceánicos de los que forma parte cuando éstos acompañan a la litosfera. La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial (en ríos y arroyos). El segundo compartimiento por su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes glaciares antártico y groenlandés, con una participación pequeña de los glaciares de montaña, sobre todo de las latitudes altas y medias, y de la banquisa. Por último, una fracción menor está presente en la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso, como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulación horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depósitos principales. Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son: Evaporación: El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar
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la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa. Condensación. El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas. Precipitación. Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia). Infiltración. Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno. Escorrentía. Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos Circulación subterránea. Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades: Primero: la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo. Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad. Fusión. Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo. Solidificación. Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura: al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una tromba marina (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al
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n煤cleo congelado de las grandes gotas de agua El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.
Ilustraci贸n 15 CICLO DEL AGUA (AGUA COMO ELEMENTO FUNDAMENTAL)
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PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUA- DISTRIBUCIÓN, ALMACENAMIENTO Y TRANSMISIÓN DEL AGUA
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El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reuso. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables. Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Éstas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías - y eventualmente bombas - a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recolectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetos a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado. Coagulación – Floculación Las prácticas de coagulación y floculación son tratamientos previos esenciales para muchos sistemas de purificación de agua. En el proceso convencional de coagulación-floculación-sedimentación, se añade un coagulante al agua fuente para crear una atracción entre las partículas en suspensión. La mezcla se agita lentamente para inducir la agrupación de partículas entre sí para formar “flóculos”. El agua se traslada entonces a un depósito tranquilo de sedimentación para sedimentar los sólidos. Sistemas de filtración Los sistemas de filtración tratan el agua pasándola a través de lechos de materiales granulares (p.ej., arena) que retiran y retienen los contaminantes. Los sistemas de filtrado convencionales, directos, lentos de arena y de tierra diatomácea hacen todos un buen trabajo al eliminar la mayoría de protozoos, bacterias y virus (si se usa la coagulación). Usualmente, los filtros de bolsa y cartucho no eliminan los virus y muy pocas bacterias. Procesos de membrana Los sistemas de membrana para el tratamiento de agua originalmente se usaron únicamente en proyectos de desalinización, son láminas delgadas de material que permiten separar los contaminantes según sus características como el tamaño o la carga eléctrica. El agua pasa a través de una membrana; pero dependiendo de su tamaño, las partículas de mayor tamaño, los microorganismos y otros contaminantes quedan separados. Algunos de estos sistemas son accionados a presión, dependiendo de la presión del agua para separar las partículas según su tamaño. La microfiltración utiliza el mayor tamaño de poro, y puede eliminar arena, limos, arcillas, algas, bacterias, Giardia y Criptosporidium. La ultrafiltración puede además eliminar virus. Los sistemas de nanofiltración proporcionan protección casi completa contra virus, eliminan la mayoría
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de contaminantes orgánicos, y pueden reducir la dureza del agua. Los sistemas de ósmosis inversa son membranas densas que eliminan casi todos los contaminantes inorgánicos y casi todo excepto las moléculas orgánicas de menor tamaño. Desinfección química / Oxidantes Los sistemas de desinfección se usan para combatir enfermedades propagadas en agua y causadas por bacterias o virus. Esos procesos neutralizan los patógenos mediante el tratamiento del agua de fuentes con aditivos químicos, o mediante la exposición a la luz ultravioleta. Estos sistemas de tratamiento a menudo son de bajo costo y pueden fácilmente reducir su capacidad para las instalaciones de tratamiento de bajo volumen. Cloro libre, cloraminas y dióxido de cloro son algunos de los desinfectantes más comunes. Sistemas de adsorción y de intercambio Los sistemas de adsorción tratan el agua mediante la adición de una sustancia, como carbón activado o alúmina (óxido de aluminio), a la fuente de suministro de agua. Los adsorbentes atraen a los contaminantes mediante procesos químicos y físicos que causan que éstos se ‘adhieran’ a sus superficies para su eliminación posterior. Sistemas de extracción con aire Los sistemas de extracción con aire, conocidos además como sistemas de aireación, mezclan aire con un suministro de agua. El objetivo consiste en generar la máxima área de contacto aire-agua posible para que los químicos orgánicos volátiles y los gases disueltos como el radón y el ácido sulfhídrico pasen del agua al aire. Tratamiento solar Los tratamientos del agua por energía solar aprovechan los procesos naturales de limpieza que se encuentran en la naturaleza y los mejoran para obtener resultados más eficientes. Distribución del Agua La distribución de agua requiere infraestructura. Esta infraestructura puede variar desde complejos sistemas de tuberías hasta los más sencillos contenedores de agua. Toda infraestructura, desde la más sencilla hasta la más compleja, tiene costos relacionados. Además, el agua en cualquier sistema de distribución puede contaminarse si no se protegen y monitorean adecuadamente las fuentes, si no se operan debidamente las plantas de tratamiento o si no se brinda mantenimiento a la infraestructura. No obstante que éstos comparten la misma función básica, los sistemas de distribución varían sustancialmente entre las diferentes culturas, desde un estrato económico a otro, y entre grandes ciudades y humildes villas. Los más avanzados sistemas de distribución tienen infraestructura como reservorios, bombas y tuberías para suministrar el agua directamente a las viviendas a presión positiva, constante y continua. Estos sistemas son la norma en las naciones desarrolladas — particularmente en áreas urbanas.
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Los fallos de la infraestructura no solamente causan intermitencia en el servicio de abastecimiento de agua, sino además, causan la degradación severa de la calidad del agua. Cuando falla infraestructura, el agua en tales sistemas queda sujeta a la re contaminación. Esto puede provocar enfermedades diarreicas debidas a microorganismos. Almacenamiento del Agua El agua se puede almacenar en estanques, presas y embalses entre otros dispositivos de almacenamiento. Embalses: Los embalses almacenan agua donde el suelo no permite su filtración. Existen embalses subterráneos que aprovechan rocas porosas o cavernas naturales o construidas. Estanques: Los estanques de almacenamiento juegan un papel básico para el diseño del sistema de distribución de agua, tanto desde el punto de vista económico, así como por su importancia en el funcionamiento hidráulico del sistema y en el mantenimiento de un servicio eficiente. Un estanque de almacenamiento cumple tres propósitos fundamentales: 1) Compensar las variaciones de los consumos que se producen durante el día. 2) Mantener las presiones adecuadas en la red de distribución. 3) Mantener almacenada cierta cantidad de agua para atender situaciones de emergencia tales como incendios e interrupciones por daños de tuberías de aducción o de estaciones de bombeo. Los estanques de almacenamiento pueden ser construidos directamente sobre la superficie del suelo (tanques superficiales: Se recomienda este tipo de tanques cuando lo permita la topografía del terreno, asegurando las presiones adecuadas en todos los puntos de la red. Estos tanques podrán ser de mampostería, hormigón simple o armado), o sobre torres (tanques elevados: Se recomienda este tipo de tanques cuando por razones de servicio se requiera elevarlos. Los estanques elevados se construyen de acuerdo a los requerimientos y características del proyecto, podrán ser de acero; hormigón armado, pretensado o postensado, o fibra de vidrio, sus diseños en muchos casos atienden también a razones ornamentales) Presas: La geología del valle y los suministros disponibles de material de construcción adecuado influirán en la ubicación del emplazamiento de una presa y el tipo de presa que se construirá. Debajo de cada presa se construye una barrera impermeable, delgada que evita las fugas por la parte inferior del embalse. Para construir una presa es necesario desviar temporalmente las aguas del río que será embalsado. Esto se hace a través de túneles o canales por las laderas. Hay tres tipos de presas: Presas Terraplenes (hechos de rocas y sedimentos, relleno de tierra o relleno de roca): Consisten en un núcleo de material impermeable, como arcilla apisonada o
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concreta, apoyado por dos sostenes permeables formados del relleno de tierra y de roca. Usan una amplia base y permiten deformación. Buenas en zonas sísmicas con volúmenes de material disponible. Presas de concreto: Hay tres tipos principales: gravedad, machones o contrafuertes y arco. Todas requieren fuertes cimientos, los cuales no deben deformarse al ser cargados con el peso de la presa. Y las presas compuestas (que son por lo general, compuestas por concreto y terraplén). Transmisión del Agua El objetivo general de un sistema de transmisión es llevar el agua cruda desde la fuente a la plantas de tratamiento y transmisión de agua tratada de las plantas de tratamiento a los depósitos de almacenamiento para traspasarlos a las redes de distribución. Transmisión de agua cruda puede ser por canales o tuberías mientras que la transmisión del agua tratada es sólo por las tuberías. La Transmisión a través de tuberías puede ser por gravedad o por bombeo.
Ilustración 16 PROCESO DE PORTABILIZACION DEL AGUA
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CONCLUSIONES
La población es la agrupación de individuos de una misma especie, cuando este número de individuos es bastante numeroso, se pueden determinar distribución espacial y densidad de población, que sirven como indicadores de carácter poblacional que hay en una región determinada, estos son la base para el cálculo de las tasas de mortalidad y natalidad, que definen el número de defunciones y nacimientos por cada mil habitantes respectivamente, luego de estos existen otros métodos de cálculo que estiman la cantidad de habitantes que habrá en la misma región.
Una herramienta de importante uso es la estadística, para representar cálculos relacionados a una materia, ahora la bioestadística relaciona los cálculos relacionados con la biología, resultando de gran importancia para la salud pública, ya que muestra el estado de salud de las masas mediantes Índices, Tasas y Razones, si alguna de ellas se ve alterado o fuera delo normal, se tomaran las medidas necesarias para hacer que vuelvan a su estado normal, estas también pueden ser representadas mediante gráficos, que ayudan a comprender mejor los datos y resultados arrojados por las estadísticas.
Se denomina contagio a la transmisión de una enfermedad por contacto directo o indirecto. En este sentido, una enfermedad contagiosa es aquella que puede adquirirse por contacto con el enfermo que la sufre. Muchas enfermedades infeccionas han sido eliminadas o casi eliminadas por inmunización, medidas de la salud pública y mejoras en las condiciones de vida. El agua limpia es un requisito fundamental para la reducción de enfermedades transmitidas por el agua. Es un hecho que la existencia de enfermedades transmitidas por el agua puede ser muy reducida si se dispone de agua limpia y disposición segura de heces. De la misma manera se deben tratar los suelos y la basura, para no dar ninguna oportunidad de que el agente se críe en ningún sitio.
El ciclo del agua hace ver a este como un recurso renovable, que solo necesita pasar de estado líquido a gaseoso para volver a ser utilizable, pero si se le da mal uso, como el que se le ha estado dando desde hace mucho tiempo, el agua pasara a ser un recurso no renovable por la acción de la mezcla con otras sustancias, haciendo que no pueda cumplir su proceso natural. Por tal motivo, la ingeniería civil cada vez realiza obras más innovadoras para que el agua sea menos desperdiciada, dándole una clase de respiro al planeta, sin embargo no solo en el agua sino también a nivel energético, realizando bioconstrucciones, que ayudan a producir energía de manera natural sin maltratar el ecosistema. De igual manera se aprovecha la conducta creadora de basura de los humanos, para hacer de esta una planta energética, gracias a los biodigestores, los cuales realizan un proceso no muy complicado con la basura adicionando sustancias químicas que transforma la materia orgánica que se desecha en producción de gas, que seguidamente será convertida en energía.