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Abastecimientos de agua en Estados Unidos

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BOLETIN

de Ia

Oficina Sanitaria Panamericana

Año 34 i Val. XXXPX A Noviembre, 1955 4 No. 5

-

ABASTECIMIENTOS DE AGUA EN ESTADOS UNIDOS*

S. R. WEIBEL Y R. L. WOODWARD

Ingeniero Sanitario Principal y Jefe de Abastecimientos de Agua, respectivamente, del Centro de Ingeniería

Sanitaria “Robert A. Taft”, Servicio de Salud Pública, Cincinnatz, Ohio, Departamento de Sanidad, Educaca’& y Bienestar de Estados Unidos

INTRODUCCION

Como ocurre con la mayor parte de nues- tros recursos naturales, el abastecimiento de agua de los Estados Unidos es abundante, pero está distribuído de manera desigual. En la mayor parte del país se dispone de agua en cantidad suficiente para satisfacer las necesidades municipales a un bajo costo en comparación con los otros servicios esen- ciales.

La demanda presente de agua rebasó con mucho los estrechos límites del antiguo precepto de buena agua potable para evitar las enfermedades, pues hoy día el agua potable contribuye de innumerables maneras al robustecimiento de la salud. No basta, pues, que inspire toda confianza desde el punto de vista higiénico, sino que, por añadidura, debe ser suministrada en cre- ciente cantidad. Las aplicaciones más pa- tentes del agua potable son la limpieza personal y casera, la protección contra incendios, el arrastre de las deyecciones y de otros deshechos por la red del alcan- tarillado, el aseo de las calles, las necesidades industriales, el funcionamiento de las ins- talaciones de aire acondicionado, la irriga- ción del césped y de los huertos y jardines privados, las piscinas de natación, los estanques de índole ornamental, etc.

Desde 1900, la ampliación del servicio de abastecimiento de agua y los adelantos en su tratamiento han reducido de manera

* Manuscrito recibido en mayo de 1955.

espectacular las enfermedades transmitidas por el agua. La tasa de mortalidad causada por fiebre tifoidea y paratifoidea ha dis- minuído de un 35 por 100.000 habitantes en 1900 a un 0,l por 100.000 en 1954. Este mejoramiento del abasto y de la calidad del agua se ha logrado a pesar del problema creado por la creciente contaminación re- sultante de la expansión urbana e industrial.

A continuación presentamos un bosquejo de la expansión e importancia de las necesi- dades de agua de las fuentes de abastecimien- tos y de los métodos de tratamiento en lo que se refiere a Estados Unidos.

CANTIDAD Y CALIDAD DEL AGUA

Los departamentos de sanidad locales y estatales señalan las normas a que debe ajustarse la calidad del agua de cada locali- dad. Las normas relativas a las aguas utilizadas en transportes interestatales, tales como trenes, etc., se establecen por el gobierno federal y se administran en colabo- ración con los departamentos de sanidad de los distintos estados.

La moderna utilización del agua para las necesidades cotidianas, exige que la suminis- trada a la colectividad sea de garantía desde el punto de vista higiénico para beber, para fines culinarios y otros usos personales, y en cantidad y con presión adecuadas para satis- facer todas las necesidades domésticas, industriales y de protección contra incendios. Se requerirá, además, que el agua no t,enga una turbiedad, color, sabor, olor, dureza o

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BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA

FIG. l.-Al aumentar las instalaciones de abastecimiento público de agua, han disminuido las defun- ciones por jiebre tifoidea.

hierro

que puedan

ser perjudiciales

y

deberá ser lo suficientemente

estable para

que no cause daños por corrosión o incrus-

tación a las cañerías, instalaciones sanit’arias

y utensilios.

Se ha observado en Estados Unidos una

constante tendencia al aument,o del consumo

del agua. En las colect,ividades el promedio

es aproximadamente

de 143 galones diarios

por persona. La presión de 25 a 40 libras

por pulgada cuadrada se considera satis-

factoria

para el uso doméstico, pero en

cuanto a la protección contra incendios, la

práctica se inclina por una presión de 60 a 75

libras por pulgada cuadrada. Casi todos los

abastecimientos locales de agua de Estados

Unidos suministran agua para la protección

contra incendios y para otros usos. Los

sistemas dobles están a punto de desaparecer.

La protección contra incendios exige un

tamaño mínimo

de 6 u 8 pulgadas de

diámetro para las cañerías laterales de la

red de distribución.

Si se dispone de un

caudal máximo por hora del servicio general

en las conducciones principales de la red de

distribución,

se obtendrá la mayor parte de

la capacidad necesaria para la protección

contra incendios. Las necesidades máximas

por hora del servicio general pueden exceder

en un 50% a la proporción diaria máxima.

Esta última, a su vez, puede sobrepasar el

promedio en un 50 %. En general, la capaci-

dad prevista en los medios de bombeo, de

trat,amiento y distribución asciende a dos o

dos veces y media el consumo medio del

servicio general, lo que permite satisfacer

las necesidades máximas por hora y las de

conducciones de incendios.

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Noviembre 19551 ABASTECIMIENTOS DE AGUA 441

cimientos de agua reúnen dichas condiciones de calidad.

ABASTECIMIENTOS LOCALES DE AGUA EN

ESTADOS UNIDOS

El primer abastecimiento público de agua de los Estados Unidos fué construído en 1652. Hacia el año 1800 existían en el país 16 instalaciones de agua corriente; 3.200 aproximadamente, en 1900; y 16.747 en 1948. En estas obras se han invertido más de $7.500.000.000, y las recientes asignaciones para nuevas obras de esta clase pasa.n de $400.000.000 al año. A pesar de tratarse de una suma considerable, no basta para evitar la escasez de agua local motivada por la rápida expansión de las ciudades y el creciente uso del agua. Durante la Segunda Guerra Mundial tuvieron que suspenderse la mayor parte de los gastos ordinarios de ampliación de instalaciones de agua; por consiguiente, parte de la actual escasez de agua se debe a esta circunstancia. En otros casos, la escasez se debe a que el planea- miento a largo plazo no se hizo en forma adecuada, y también a que las colectividades interesadas no han proporcionado fondos requeridos para la ampliación del abasteci- miento de agua.

Según las estadísticas reunidas durante el año 1948, el número de colectividades de Estados Unidos ascendía a un total de 22.676. Alrededor del 74% de ellas, y casi todas las de una población superior a 5.000 habitantes contaban con suministros locales de agua. En el Cuadro No. 1 figura la dis- tribución de las colectividades por tamaño.

La población total abastecida por las 16.747 instalaciones locales de agua antes mencionadas, ascendía a unos 93,5 millones de personas, o sea el 64.3 % aproximada- mente, de la población total del país en 1948. Alrededor del 69 % de las instala- ciones son de propiedad pública, variando, por estados, del 20% en West Virginia, al 99 % en Nebraska.

El cincuenta y cuatro por ciento de las instalaciones utilizan suministros de agua tratada, y abastecen al 80 % de la población

CUADRO No. l.-Colectividades y abastecimientos

locales de agua.

Porcentaje de Tamafm de la colectividad Número de colectividades

(Número de habitantes) Colectividades abastecimientos servidas por locales de agua

Menos de 1.000. 13.942 61

1.000 a 5.000.... 6.440 94 5.000 a 10.000 1.143 98 10.000 a 25.000. 729 99 MBs de 25.000. 422 100

---__- ~----

Total y promedio 22.676 74

total que se sirve de las conducciones de la colectividad. Otro 2 % de los abastecimientos suministran agua tratada y agua sin tratar al 11% de la población total usuaria. Las instalaciones de tratamiento del agua as- cienden a 6.986 y prestan servicio a 83,25 millones de personas. La desinfección, principalmente mediante cloro, se utiliza en 6.137 instalaciones al servicio de 80,6 millones de personas.

FUENTES SUBTERRANEAS

La obtención de aguas subterráneas varía considerablemente, como es de esperar en un país de tan diversas condiciones climato- lógicas y geológicas. En Connecticut, sólo el 2,3 % de la población abastecida por instala- ciones de agua utiliza aguas subterráneas, mientras que en Nuevo México este tipo de abastecimiento se extiende al 82,5 % de la misma. Aproximadamente el 65 % de las instalaciones de agua de todo el país se sirven de fuentes subterráneas. Dichas fuentes abastecen únicamente al 26% de la población usuaria total, puesto que gran parte de las instalaciones de las grandes colectividades utilizan aguas de superficie.

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442 BoLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA

tudios sobre los métodos de utilizar las aguas de las alcantarillas y de los residuos indus- triales para aumentar las aguas subt,erráneas. En algunas regiones que se encuentran en situación rrítira se han impuesto límites al agua suht,errAnea extraída.

FUENTES DE SUPERFICIE

T,as fuentes de superficie ahasteren al *55 % aproximadamente, de la población de Es- tados Unidos dependiente de ahasterimien- tos pitblicos, inclusive a la mayoría de las grandes ciudades. Algunas de ellas, ante las posibilidades que se les presentaban y por previsihn, han explotado fuentes situadas en terrenos elevados y de poca población y a veces a una distancia de 150 millas del centro metropolitano. En consecuencia, se redujeron al mínimo en estos rasos los problemas del avance de la contaminación. En algunos lugares, el aumento de población y, en consecuencia, el mayor consumo de agua, junto con la falta de lluvia, han ohli- gado a buscar otras fuentes, y a veces a re- currir a las corrientes de agua interestatales, lo cual ha provocarlo conflirtos que han tenido que resclverse mediante comisiones interestatales o hien ante los trihunales federales.

Los progresos hechos en el caontrol de la contaminación no han logrado evitar el deterioro de la calidad de las corrientes de agua en muchas de las zonas más densa- mente pobladas del país. En 1948 se aprohó la primera Ley Federal del Control de la Contamina&& del Agua. Dicha Ley auto- riza al Servicio de Salud Púhlira de Estados Unidos a ayudar a los estados en el control de la contaminación de las corrient,es de agua interestatales, a foment.ar la rreación de organismos interestatales de control de la contaminación y a proporcionar la cola- horación federal, cwando sea necesaria, para complementar los esfuerzos de los estados en la lucha rontra los rontaminadores. Se espera mejorar la calidad del agua romo resultado de la legislación federal y de las actividades de los estados y organismos interestatales, tales como la Comisión del

Río Ohio, relativos al control de la con- taminaciún.

METODOSDETRATAMIENTODELAGUA

En 1948, las 6.986 inst,alaciones locales de tratamiento de agua de Estados Unidos, prestaban servicio al 89 %, aproximada- mente, de la población abastecida de los servirios púhliros. En 6.137 instalaciones que servían a 80,6 millones de personas la desin- fección se llevaha a cabo como parte del tratamiento o hien por separado. El agente de desinfecridn se identificó en el 90 % de los casos y era en el 61 % coloro líquido; en el 27 %, hipoclorito; y el 12 % una combina- ción de rloro y amoníaco. Esta última, o sea la cloramina, se utiliza principalmente en las instalariones que prestan servicio a las colectividades de más dc 100.000 habitantes. El empleo de hiporlorito se limita, más o menos, a las instalac*ioncs que prestan ser- vicio a colectividades ron menos de 5.000 hahitantes y principalmente a las de menos de 1.000. En varios estados, se desinfecta el agua t,ratada. En poco más de la mitad de las instalaciones del psis la desinfección consiste en el tratamiento completo. La “cloración al punto de satura&n”, o sea la cloración hasta que deja un residuo libre aproverhable, que se introdujo en 1940, tuvo mucha aceptación.

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Not %3nbr-e

19551

AB-4STECIMIENTOS DE AGUA

FIG. 2.-Instalaciones de purijkació~n de agua en Alexandria, l’irqinia

Cortesía de Water and Seaage N’orks Magazine, E. C. A.

FIG. 3.-Galeyia de jltros en Dayton, Ohio

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444

BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA

2.774. El 78 % de estas instalaciones utilizan

filtros de gravedad, y las restantes, filtros

a presión. Los filtros de gravedad se emplean,

generalmente, tanto en las grandes como en

las pequeñas instalaciones, mientras que

los

filtros a presión se utilizan sólo en las segun-

das. En los últimos diez años ha ganado

terreno el uso de filtros de antracita granu-

lada, bien sola o en combinación con arena,

en vez de utilizar únicamente arena. Este

sistema se utilizaba

aproximadamente

en

52 instalaciones de filtración rápida, y que

abastecían a 1,5 millones de personas en

1948.

Por tener menos peso específico, la

antracita

permite un menor promedio de

contracorriente. Existe una tendencia a utili-

zar filtros más toscos y mayores promedios de

filtración a medida que un mejor control de

la coagulación química permite la aplicación

de agua más clara al filtro.

En los casos en que el agua no se suaviza

el sulfato de aluminio sigue siendo el coagu-

lante

más utilizado

en la coagulación

química y sedimentación. Se usan también

compuestos de hierro. Se utiliza, hasta cierto

punto, el silicato de sodio tratado con ácido

para facilitar

el endurecimiento

de los

flóculos en aguas frías o en condiciones difí-

ciles. Se ha hecho también cierto uso de

depósitos de dos pisos para obtener un bajo

promedio de rebose y ahorrar de esta manera,

construcción y terreno.

FIG. 4.-Sala de cloracidn

(7)

Noviembre 19551

ABASTECIMIENTOS DE AGUA

445

El agua se ablanda en 779 instalaciones,

las cuales suministran agua a 8,3 millones

de personas. Por lo que se refiere al método

de ablandarla, el 62 % de aquéllas (90 % de

personas beneficiadas)

emplean calcio, o

calcio y sosa a la vez, y las instalaciones

restantes (38 %) siguen el método del inter-

cambio de iones (zeolita).

FIG. 5.-Depkto elevado

Los métodos de control del sabor y del

olor, que en la mayoría de los casos consisten

en la aplicación

de carbón activado,

se

practican en el 10 % de las instalaciones del

país, que sirven al 22 % de la población

abastecida con agua tratada. La cloración

hasta el punto de saturación se ha utilizado

notablemente en el control del sabor y olor

y se considera, además, como un valioso

procedimento

de desinfección. El bióxido

de cloro, utilizado en varias instalaciones y

que ha resultado eficaz para la eliminación

de

los sabores y olores causados por los

fenoles

en pequeñas

cantidades,

por las

algas, materias

orgánicas,

hidrocarburos

y

materiales resist,entes a otro tratamiento,

se está aplicando en creciente medida.

Probablemente

la novedad más impor-

tante adoptada en las instalaciones de agua

en años recientes es la adición de fluoruro a

fin de evitar la caries dental. En 1950 la

fluoruración se empleaba en 62 sist,emas de

agua que abastecían a

1,4

millones de per-

sonas y en 1955, se amplió a un total de

1.067 colectividades,

con un total de 20 4

millones de habitantes. Además, en 1955,

han aprobado la fluoruración 339 colectivi-

dades, cuya población es de

12,9

millones,

si bien no se ha puesto aún en práctica.

Según datos publicados en 1953 la

mí-

nima concentración

eficaz de AuoruLo en el

agua potable expresada en partes por millón

(ppm) es: en treinta estados y en el Distrito

de Columbia l,O; en cuatro estados,

1,2; en

tres estados, 0,8; en dos, 0,7 y finalmente en

otros cuatro estados, 0,6; 0,5-1,5; 0,5-l.;

v

0,4-l,O. No se ha hecho público aún la con-

centración mínima

correspondient,e a los

cinco estados restantes. De acuerdo con el

análisis del cost’o de la fluoruración en una

Cortesía de Water and Sewage Works Magazine, E. U. A.

colectividad

de 25.000 habitantes,

el im-

porte anual per cápita es de diez centavos de

dólar, y esta cifra decrece con el aumento de

la población beneficiada.

CONTROL DE LABORATORIO

Se ha observado una firme tendencia a

equipar en mejor forma los laboratorios del

agua. En todas las instalaciones, a excepción

de las pequeñas, se utilizan como norma los

medidores de pH. Empiezan

también

a

emplearse los fotómetros

y espectrofotó-

metros para las determinaciones

colorim&ri-

cas. Las titulaciones

amperométricas

del

cloro residual han desplazado, en muchos

casos, a los procedimient’os calorimétricos.

Las mediciones de int,eracción con energía

radiante o eléctrica van reemplazando

o

complementando a las mediciones de masa

y volumen. Se está perfeccionando el filtro

de membrana para el examen bacteriológico

del

agua y se ut,ilizará

ca’da vez más, tanto

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446 BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA

agua como en los casos especiales. Entre las principales ventajas atribuídas a este proce- dimiento se encuentran el ahorro de tiempo en la prueba de los microorganismos coli- formes, mayor precisión y economía en los gastos de material, de trabajo y de espacio.

instalaciones de agua. Para el almacenaje del agua los norteamericanos emplean co- rrientemente depósitos de arero y de hormi- gón.

CONCLUSIOPY

REDES DE DISTRIBUCION

La tubería de hierro fundido es la máe utilizada en las redes de distribución de agua. Sin embargo, va aumentando cl empleo de tuberías de concreto y de cemento- asbesto. La “hmerican Watcr Works hsso- ciation” y otros organismos han realizado progresos en la preparación o revisibn de especificaciones 0 normas relativas a las tuberías y a otros elementos de las redes de distribución. Se ha considerado, también, el empleo de tuberías de materias plásticas en el servicio de agua, lo que ha mostrado ciertas ventajas y ciertos inconvenientes. Se espera, de todas formas, que dicho ma- terial sea de utilidad en los métodos de las

Durante los últimos 50 años, la industria de suministros de agua y los organismos sanitarios de Estados Cnidos han realizado una labor encomiable y han cumplido en gran medida la t)area de ampliar cl suminis- t,ro de agua potable a una pohlaci6n urhana en const)ante cwcimirnto. 1,as enfermedades transmitidas por el agua han desaparecido, prá&camcnto, de todas las csiudades y pueblos. El aumento de pohlacirín, la expan- sión industrial, la deswntralizaci(>n del crecimiento metropolitano, la aparición de nuevas fuentes y tipos dr contaminarilin y la necesidad pública de más agua y de me,jor calidad, plant)ean nuevos problemas al ser- vicio de abastecimiento de agua, el cual necesit,ará mucha energía c ingenio para solucionarlos.

REFERENCIAS

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Imagem

FIG.  l.-Al  aumentar  las  instalaciones  de  abastecimiento  público  de  agua,  han  disminuido  las  defun-  ciones  por  jiebre  tifoidea
CUADRO  No.  l.-Colectividades  y abastecimientos  locales  de  agua.
FIG.  2.-Instalaciones  de  purijkació~n  de  agua  en  Alexandria,  l’irqinia
FIG.  4.-Sala  de  cloracidn
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