Conservación del agua
La conservación del agua incluye todas las políticas, estrategias y actividades para gestionar de forma sostenible los recursos naturales del agua dulce, proteger la hidrosfera y satisfacer la demanda humana actual y futura. La población, el tamaño del hogar, y el crecimiento y la riqueza afectan la cantidad de agua que se usa. Factores como el cambio climático han aumentado las presiones sobre los recursos hídricos naturales, especialmente en la fabricación y el riego agrícola. Muchas ciudades de los Estados Unidos ya han implementado políticas destinadas a la conservación del agua, con mucho éxito.
Los objetivos de los esfuerzos de conservación del agua incluyen:
Asegurar la disponibilidad de agua para las generaciones futuras donde la extracción de agua dulce de un ecosistema no exceda su tasa de reemplazo natural.
La conservación de energía como el bombeo de agua, la entrega y las instalaciones de tratamiento de aguas residuales consumen una cantidad significativa de energía. En algunas regiones del mundo, más del 15% del consumo total de electricidad se dedica a la gestión del agua.
La conservación del hábitat donde la minimización del uso del agua humana ayuda a preservar los hábitats de agua dulce para la fauna local y las aves acuáticas migratorias, pero también la calidad del agua.
Causas de la contaminación del agua
En aguas superficiales
Entrada plana de contaminantes desde el aire
Contaminantes emitidos por accidentes en la industria o el tráfico (por ejemplo, accidentes de camiones cisterna, accidentes o incendios importantes en plantas industriales)
Pesticidas
la descarga de aguas residuales no tratadas
lavando tierras agrícolas sobre-fertilizadas
En el agua subterránea
los componentes solubles en agua o líquidos de los desechos depositados ilegalmente de hogares privados, industria y comercio
Aguas residuales de tuberías de drenaje con fugas
fertilización excesiva de los campos con estiércol y estiércol, principalmente de la cría industrial
Contaminantes liberados intencionalmente o involuntariamente en empresas industriales o comerciales (por ejemplo, por fugas de línea no detectadas, comportamiento negligente de los empleados, accidentes industriales, en tiempos anteriores también debido a la falta de conocimiento del problema)
Aceites minerales, sales de deshielo y residuos del transporte y el transporte
Pesticidas de la agricultura
Estrategias
Las actividades clave que benefician la conservación del agua (ahorrar agua) son las siguientes:
Cualquier reducción beneficiosa en pérdida de agua, uso y desperdicio de recursos.
Evitando cualquier daño a la calidad del agua.
Mejorando las prácticas de gestión del agua que reducen el uso o mejoran el uso beneficioso del agua.
Una estrategia en la conservación del agua es la recolección de agua de lluvia. Cavar estanques, lagos, canales, expandir el depósito de agua e instalar ductos de captación de agua de lluvia y sistemas de filtración en los hogares son diferentes métodos de recolección de agua de lluvia. El agua de lluvia cosechada y filtrada podría usarse para inodoros, jardinería doméstica, riego de césped y agricultura a pequeña escala.
Otra estrategia en la conservación del agua es proteger los recursos de agua subterránea. Cuando ocurre la precipitación, algunos se infiltran en el suelo y pasan a la clandestinidad. El agua en esta zona de saturación se llama agua subterránea. La contaminación del agua subterránea hace que el suministro de agua subterránea no pueda ser utilizado como recurso de agua potable fresca y la regeneración natural del agua subterránea contaminada puede tardar años en reabastecerse. Algunos ejemplos de posibles fuentes de contaminación del agua subterránea incluyen tanques de almacenamiento, sistemas sépticos, desechos peligrosos no controlados, vertederos, contaminantes atmosféricos, productos químicos y sales de carreteras. La contaminación del agua subterránea disminuye la reposición del agua dulce disponible, por lo que tomar medidas preventivas protegiendo los recursos de agua subterránea de la contaminación es un aspecto importante de la conservación del agua.
Una estrategia adicional para la conservación del agua es la práctica de métodos sostenibles de utilización de los recursos de agua subterránea. El agua subterránea fluye debido a la gravedad y eventualmente descarga a las corrientes. El exceso de bombeo de agua subterránea conduce a una disminución en los niveles de agua subterránea y si se continúa puede agotar el recurso. Las aguas subterráneas y superficiales están conectadas y el uso excesivo de las aguas subterráneas puede reducir y, en ejemplos extremos, disminuir el suministro de agua de los lagos, ríos y arroyos. En las regiones costeras, el bombeo excesivo de agua subterránea puede aumentar la intrusión de agua salada, lo que provoca la contaminación del suministro de agua subterránea. El uso sostenible del agua subterránea es esencial en la conservación del agua.
Un componente fundamental de la estrategia de conservación del agua es la comunicación y el alcance educativo de diferentes programas de agua. Desarrollar una comunicación que educa a la ciencia para los administradores de tierras, los responsables políticos, los agricultores y el público en general es otra estrategia importante utilizada en la conservación del agua. La comunicación de la ciencia de cómo funcionan los sistemas de agua es un aspecto importante cuando se crea un plan de gestión para conservar ese sistema y, a menudo, se utiliza para garantizar que se ponga en marcha el plan de gestión correcto.
Efectos de la contaminación del agua
En la actualidad, es casi imposible utilizar aguas subterráneas cercanas a la superficie para el agua potable, ya que la Ordenanza sobre el agua potable estipula que, entre otras cosas, no se pueden detectar más de 50 mg de nitrato / litro en el agua potable. Por lo tanto, los recursos de agua subterránea cada vez más profundos se utilizan para el agua potable.
Medidas para la conservación del agua
La purificación del agua se lleva a cabo con el objetivo de reducir la influencia del uso humano de las aguas y su entorno a un nivel tolerable. En el área de la Unión Europea, la Directiva Marco del Agua define el logro de un buen estado ecológico como el objetivo de la calidad del agua y, por lo tanto, de la protección del agua. A nivel nacional, esta tarea es, por encima de todo, la ley del agua. Pero otras leyes en el campo del derecho ambiental tienen el objetivo de la protección del agua, en Alemania es principalmente la Ley Federal de Control de Inmisiones, el equipo industrial, la aplicación del estado de los prescriptores de arte. El estado del arte es sinónimo de «Mejores técnicas disponibles» (BAT) publicadas por la Unión Europea en BREF y vinculantes «Conclusiones de BAT».
Las medidas de control de la contaminación del agua pueden ser:
Una gestión agrícola adaptada, por ejemplo, mediante la prevención de la erosión, el análisis y la fertilización del estiércol y la minimización de los plaguicidas, reduciendo los salientes de nutrientes por la falta de festuca roja en los campos de maíz
Evitar la contaminación del agua evitando el uso de agua o sustancias peligrosas para el medio ambiente.
Reducción de la entrada de sustancias peligrosas para el medio ambiente acuático y el medio ambiente debido a su retención en el lugar de recolección (por ejemplo, durante la operación por filtración, floculación, tratamiento biológico de aguas residuales, carbón activado, etc.).
Medidas para la descarga y tratamiento de aguas residuales en una planta de tratamiento de aguas residuales.
Eliminación adecuada de residuos.
Prevención y control de accidentes e incidentes, por ejemplo, mediante el almacenamiento adecuado de sustancias peligrosas para el agua y el medio ambiente y la retención de agua de extinción.
Ayuda con la limpieza de las aguas
Observe áreas protegidas para plantas y animales en el lago / río
Mantenga limpios los bancos y terraplenes
No desperdicies el agua
Si es posible use agua de lluvia
Use detergentes y limpiadores ecológicos
No arroje aceite o grasa al agua
El monitoreo del estado de las aguas y el desarrollo de las aguas se denomina monitoreo del agua.
Objetivos generales para la protección del agua subterránea
El agua subterránea es un elemento esencial del equilibrio natural. Forma parte del ciclo del agua y cumple importantes funciones ecológicas. El agua subterránea es también el recurso de agua potable más importante en Alemania. Por lo tanto, las aguas subterráneas deben estar ampliamente protegidas contra la contaminación. Para la protección de aguas subterráneas, existen los siguientes objetivos generales:
Las aguas subterráneas estarán protegidas contra impurezas u otros cambios adversos en sus propiedades y se conservarán en su estado natural.
La gestión del agua subterránea debe estar en armonía con el entorno natural.
El agua subterránea debe protegerse como medida de precaución y de manera integral.
Estándar de calidad es su naturaleza antropógena en gran parte no afectada.
Soluciones sociales
Los programas de conservación del agua que intervienen en las soluciones sociales generalmente se inician a nivel local, ya sea por parte de las empresas municipales de agua o de los gobiernos regionales. Las estrategias comunes incluyen campañas de alcance público, tarifas escalonadas de agua (cobrando precios cada vez más altos a medida que aumenta el uso del agua), o restricciones en el uso del agua al aire libre como el riego del césped y el lavado de automóviles. Las ciudades en climas secos a menudo requieren o alientan la instalación de xeriscaping o paisajismo natural en casas nuevas para reducir el uso de agua en el exterior. La mayoría del uso de agua urbana al aire libre en California es residencial, lo que ilustra una razón para llegar a los hogares, así como a las empresas.
Un objetivo de conservación fundamental es la medición universal. La prevalencia de la medición de agua residencial varía significativamente en todo el mundo. Estudios recientes han estimado que los suministros de agua se miden en menos del 30% de los hogares del Reino Unido, y alrededor del 61% de los hogares urbanos de Canadá (desde 2001). Aunque los medidores de agua individuales a menudo se han considerado poco prácticos en hogares con pozos privados o en edificios multifamiliares, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Estima que la medición por sí sola puede reducir el consumo en un 20 a 40 por ciento. Además de aumentar la conciencia de los consumidores sobre su uso del agua, la medición también es una forma importante de identificar y localizar las fugas de agua. La medición del agua beneficiará a la sociedad, a largo plazo, está demostrado que la medición del agua aumenta la eficiencia de todo el sistema de agua, y ayuda a los gastos innecesarios para las personas en los próximos años. Uno no podría desperdiciar agua a menos que esté dispuesto a pagar los cargos adicionales, de esta manera el departamento de agua podría monitorear el uso del agua por parte del público, los servicios domésticos y de fabricación.
Algunos investigadores han sugerido que los esfuerzos de conservación del agua deberían dirigirse principalmente a los agricultores, dado que el riego de cultivos representa el 70% del uso de agua dulce en el mundo. El sector agrícola de la mayoría de los países es importante tanto económica como políticamente, y los subsidios al agua son comunes. Los defensores de la conservación han instado a que se eliminen todos los subsidios para obligar a los agricultores a producir cultivos más eficientes en el uso del agua y adoptar técnicas de riego con menos desperdicio.
La nueva tecnología presenta algunas opciones nuevas para los consumidores; características como la descarga completa y la descarga media cuando se usa un inodoro están tratando de marcar una diferencia en el consumo de agua y el desperdicio. También están disponibles los modernos cabezales de ducha que ayudan a reducir el desperdicio de agua: se dice que los cabezales de ducha viejos usan 5-10 galones por minuto, mientras que los nuevos accesorios disponibles usan 2.5 galones por minuto y ofrecen igual cobertura de agua. [Citación necesitada]
Aplicaciones domésticas
El sitio web de Home Water Works contiene información útil sobre la conservación del agua en el hogar. Contrariamente a la opinión popular de que la forma más efectiva de ahorrar agua es restringir el comportamiento del uso del agua (por ejemplo, tomando duchas más cortas), los expertos sugieren que la forma más eficiente es reemplazar los inodoros y las lavadoras de refuerzo; como lo demuestran dos estudios de registro de uso final en hogares de los EE. UU.
La tecnología de ahorro de agua para el hogar incluye:
Los cabezales de ducha de bajo flujo a veces se denominan cabezal de ducha con consumo eficiente de energía, ya que también utilizan menos energía
Inodoros con bajo consumo de agua y baños de compostaje. Estos tienen un impacto dramático en el mundo desarrollado, ya que los baños occidentales convencionales usan grandes volúmenes de agua
Los inodoros de doble descarga creados por Caroma incluyen dos botones o manijas para enjuagar diferentes niveles de agua. Los inodoros de doble descarga usan hasta un 67% menos de agua que los inodoros convencionales
Los aireadores de grifo, que rompen el flujo de agua en gotitas finas para mantener la «efectividad de humectación» mientras usan menos agua. Un beneficio adicional es que reducen las salpicaduras al lavarse las manos y los platos.
Lavado de agua cruda donde los baños usan agua de mar o agua no purificada
Sistemas de reutilización o reciclaje de aguas residuales, que permiten:
Reutilización de aguas grises para inodoros o para regar jardines.
Reciclaje de aguas residuales a través de la purificación en una planta de tratamiento de agua. Ver también Aguas residuales – Reutilización
Agua de lluvia en las cosechas
Lavadoras de ropa de alta eficiencia
Controladores de riego basados en el clima
Boquillas de manguera de jardín que cortan el agua cuando no se usa, en lugar de dejar correr una manguera.
Grifos de bajo flujo en lavabos
Cubiertas para piscinas que reducen la evaporación y pueden calentar el agua de la piscina para reducir los costos de agua, energía y químicos.
El grifo automático es un grifo de conservación de agua que elimina el desperdicio de agua en el grifo. Automatiza el uso de grifos sin el uso de las manos.
Aplicaciones comerciales
Muchos dispositivos de ahorro de agua (como los inodoros de baja descarga) que son útiles en los hogares también pueden ser útiles para ahorrar agua en el negocio. Otra tecnología de ahorro de agua para empresas incluye:
Orinales sin agua
Lavado de autos sin agua
Grifos infrarrojos o accionados con el pie, que pueden ahorrar agua mediante el uso de pequeñas ráfagas de agua para enjuagar en una cocina o baño
Baños de agua presurizados, que se pueden usar en lugar de una manguera para limpiar las aceras
Sistemas de recirculación del procesador de película de rayos X
Controladores de conductividad de torre de enfriamiento
Esterilizadores de vapor que ahorran agua, para uso en hospitales y centros de atención médica
Agua de lluvia en las cosechas
Intercambiadores de calor agua a agua.
Aplicaciones agrícolas
Para el riego de cultivos, la eficiencia óptima del agua significa minimizar las pérdidas debidas a la evaporación, la escorrentía o el drenaje subsuperficial mientras se maximiza la producción. Se puede usar una bandeja de evaporación en combinación con factores de corrección de cultivos específicos para determinar cuánta agua se necesita para satisfacer los requisitos de la planta. El riego por inundación, el tipo más antiguo y más común, a menudo tiene una distribución muy desigual, ya que algunas partes de un campo pueden recibir agua en exceso para suministrar cantidades suficientes a otras partes. El riego por aspersión, utilizando rociadores de pivote central o de movimiento lateral, tiene el potencial de un patrón de distribución mucho más equitativo y controlado. El riego por goteo es el tipo más caro y menos utilizado, pero ofrece la capacidad de suministrar agua a las raíces de la planta con pérdidas mínimas. Sin embargo, el riego por goteo es cada vez más asequible, especialmente para el jardinero hogareño y a la luz del aumento de las tasas de agua. El uso de métodos de riego por goteo puede ahorrar hasta 30,000 galones de agua por año cuando se reemplazan sistemas de riego que rocían en todas las direcciones. También existen métodos baratos y efectivos, similares al riego por goteo, como el uso de mangueras de remojo que incluso pueden sumergirse en el medio de cultivo para eliminar la evaporación.
Dado que cambiar los sistemas de riego puede ser una tarea costosa, los esfuerzos de conservación a menudo se concentran en maximizar la eficiencia del sistema existente. Esto puede incluir cincelar suelos compactados, crear diques de surcos para evitar la escorrentía y usar sensores de humedad del suelo y de lluvia para optimizar los programas de riego. Por lo general, grandes ganancias en eficiencia son posibles a través de la medición y el manejo más efectivo del sistema de riego existente. El Informe de la Economía Verde del PNUMA de 2011 señala que «la mejora de la materia orgánica del suelo mediante el uso de abono verde, abono orgánico y reciclaje de residuos agrícolas y estiércol animal aumenta la capacidad de retención de agua de los suelos y su capacidad de absorber agua durante las lluvias torrenciales». una forma de optimizar el uso de la lluvia y el riego durante los períodos secos de la temporada.
Reutilización de agua
La escasez de agua se ha convertido en un problema cada vez más difícil de manejar. Más del 40% de la población mundial vive en una región donde la demanda de agua excede su oferta. El desequilibrio entre la oferta y la demanda, junto con problemas persistentes como el cambio climático y el crecimiento exponencial de la población, ha hecho que la reutilización del agua sea un método necesario para conservar el agua. Hay una variedad de métodos utilizados en el tratamiento de aguas residuales para garantizar que sea seguro su uso para el riego de cultivos alimentarios y / o agua potable.
La desalinización del agua de mar requiere más energía que la desalinización de agua dulce. A pesar de esto, se han construido muchas plantas de desalinización de agua de mar en respuesta a la escasez de agua en todo el mundo. Esto hace que sea necesario evaluar los impactos de la desalinización del agua de mar y encontrar formas de mejorar la tecnología de desalinización. Las investigaciones actuales involucran el uso de experimentos para determinar los métodos de desalinización más efectivos y que requieren menos energía.
La filtración de arena es otro método utilizado para tratar el agua. Estudios recientes muestran que la filtración de arena necesita más mejoras, pero se está acercando a la optimización con su efectividad para eliminar patógenos del agua. La filtración de arena es muy efectiva para eliminar protozoos y bacterias, pero tiene problemas para eliminar virus. Las instalaciones de filtración de arena a gran escala también requieren grandes superficies para acomodarlos.
La eliminación de patógenos del agua reciclada es de alta prioridad porque las aguas residuales siempre contienen patógenos capaces de infectar a los humanos. Los niveles de virus patógenos deben reducirse a un cierto nivel para que el agua reciclada no represente una amenaza para las poblaciones humanas. Se necesita más investigación para determinar métodos más precisos para evaluar el nivel de virus patógenos en aguas residuales tratadas.
Desperdicio de agua
El desperdicio de agua (también llamado «desperdicio de agua» en los Estados Unidos) es la otra cara de la conservación del agua y, en aplicaciones domésticas, significa causar o permitir la descarga de agua sin ningún propósito práctico. El uso ineficiente del agua también se considera un desperdicio. Según estimaciones de la EPA, las fugas domésticas en EE. UU. Pueden desperdiciar aproximadamente 900 mil millones de galones (3.4 mil millones de metros cúbicos) de agua anualmente en todo el país. En general, las agencias de gestión del agua son reacias o no están dispuestas a dar una definición concreta al concepto un tanto confuso de desperdicio de agua. Sin embargo, la definición de desperdicio de agua a menudo se da en las ordenanzas locales de emergencia por sequía. Un ejemplo se refiere a cualquier acto u omisión, deliberada o negligente, que esté «causando o permitiendo que el agua se filtre, descargue, fluya o se desperdicie en cualquier alcantarilla, alcantarillado sanitario, curso de agua o desagüe pluvial público o privado, o en cualquier lugar adyacente propiedad, de cualquier grifo, manguera, grifo, tubería, rociador, estanque, piscina, vía navegable, fuente o boquilla «. En este ejemplo, el código de la ciudad también aclara que «en el caso de lavado», «descarga», «flujo» o «derramar» significa que el agua excede la necesaria para lavar, mojar o limpiar el objeto sucio o polvoriento, como un automóvil, una acera o un área de estacionamiento, se desperdicia. Las empresas de servicios de agua (y otras fuentes de medios) a menudo proporcionan listas de prácticas de uso de agua de desperdicio y prohibiciones de uso de desperdicio. Los ejemplos incluyen servicios públicos en San Antonio, Texas. Las Vegas, Nevada, compañía de servicios de agua de California en California y la ciudad de San Diego, California. La ciudad de Palo Alto, en California, impone restricciones permanentes de uso de agua en prácticas derrochadoras como fugas, escorrentía, irrigación durante e inmediatamente después de la lluvia y el uso de agua potable cuando hay agua no potable disponible. Existen restricciones similares en el estado de Victoria, Australia. Las prohibiciones temporales de uso de agua (también conocidas como «prohibición de mangueras») se utilizan en Inglaterra, Escocia, Gales e Irlanda del Norte.
Estrictamente hablando, el agua que se descarga en el alcantarillado o directamente al medio ambiente no se desperdicia ni se pierde. Permanece dentro del ciclo hidrológico y regresa a la superficie terrestre y cuerpos de agua superficial como precipitación. Sin embargo, en muchos casos, la fuente de agua se encuentra a una distancia significativa del punto de retorno y puede estar en una cuenca diferente. La separación entre el punto de extracción y el punto de retorno puede representar una degradación ambiental significativa en el curso de agua y en la franja ribereña. Lo que se «desperdicia» es el suministro de agua de la comunidad que fue capturado, almacenado, transportado y tratado según los estándares de calidad de consumo. El uso eficiente del agua ahorra el gasto de suministro de agua y deja más agua dulce en los lagos, ríos y acuíferos para otros usuarios y también para apoyar los ecosistemas. Un concepto que está estrechamente relacionado con el desperdicio de agua es la «eficiencia en el uso del agua». El uso del agua se considera ineficiente si el mismo propósito de su uso se puede lograr con menos agua. La eficiencia técnica se deriva de la práctica de la ingeniería, donde se utiliza generalmente para describir la relación entre producción y entrada, y es útil para comparar diversos productos y procesos. Por ejemplo, un cabezal de ducha se consideraría más eficiente que otro si pudiera lograr el mismo propósito (es decir, de ducharse) utilizando menos agua u otras entradas (por ejemplo, menor presión de agua). Sin embargo, el concepto de eficiencia técnica no es útil para tomar decisiones de invertir dinero (o recursos) en medidas de conservación de agua a menos que las entradas y salidas se midan en términos de valor. Esta expresión de eficiencia se conoce como eficiencia económica y se incorpora al concepto de conservación del agua.
Importancia de la protección del agua
En la década de 1970, el Rin, cerca de Düsseldorf, era una masa de agua con una contaminación orgánica severa. El resultado fue un bajo contenido de oxígeno. El Neckar, cerca de Ludwigsburg, también tenía un enorme déficit de O 2 y una alta concentración de hongos de aguas residuales. Los ríos Rin y Neckar fueron considerados «alcantarillas de la nación» en la década de 1970. Las aguas del Rin y Neckar obtuvieron la clase de calidad del agua IV a finales de la década de 1970, mientras que hoy en día tanto los ríos como la mayoría de los demás ríos en Alemania tienen casi calidad de agua potable (clase de calidad II).
Particularmente dramática fue la contaminación de las aguas en la RDA. La RDA tenía un total de 90,000 kilómetros de ríos y arroyos. Debido a su carga orgánica, higiénica y salina, el 46 por ciento de los 11,000 kilómetros en 1990 ya no eran adecuados para el baño, ya no eran para un tratamiento simple en la industria y ciertamente no para el suministro de agua potable. Después de la reunificación, la calidad del agua de los ríos en el oeste se alcanzó mediante la construcción de nuevas plantas de tratamiento de aguas residuales y el final de procesos de producción especialmente dañinos para el medio ambiente.
Hoy en día, los programas de monitoreo permanente de monitoreo de ríos en Baden-Württemberg comprenden investigaciones cuidadosas físico-químicas y biológicas. Monitorean permanentemente la calidad del agua de las aguas corrientes y las aguas estancadas y las califican con las llamadas clases de calidad del agua.