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Acueducto en Petra, Jordania .

La historia del suministro de agua y el saneamiento es uno de los desafíos logísticos para proporcionar sistemas de agua potable y saneamiento desde los albores de la civilización . Donde los recursos hídricos, la infraestructura o los sistemas de saneamiento eran insuficientes, las enfermedades se propagaban y las personas se enfermaban o morían prematuramente.

Los principales asentamientos humanos pudieron desarrollarse inicialmente solo donde el agua dulce superficial era abundante, como cerca de ríos o manantiales naturales . A lo largo de la historia, las personas han ideado sistemas para hacer que el agua llegue a sus comunidades y hogares y la eliminación (y luego también el tratamiento) de las aguas residuales sea más conveniente. [1]

El enfoque histórico del tratamiento de aguas residuales fue el transporte de aguas residuales sin tratar a un cuerpo de agua natural, por ejemplo, un río u océano , donde se diluirían y disiparían. Las primeras viviendas humanas a menudo se construían junto a fuentes de agua. Los ríos a menudo servirían como una forma tosca de eliminación de aguas residuales naturales.

A lo largo de los milenios, la tecnología ha aumentado drásticamente las distancias a través de las cuales se puede reubicar el agua. Además, se han mejorado los procesos de tratamiento para depurar el agua potable y tratar las aguas residuales.

Prehistoria [ editar ]

Skara Brae , una aldea neolítica en Orkney , Escocia, con muebles para el hogar que incluyen inodoros con descarga de agua 3180 aC-2500 aC

Durante la era neolítica , los humanos cavaron los primeros pozos de agua permanentes , desde donde se podían llenar y transportar los recipientes a mano. Pozos excavados alrededor de 6500 aC se han encontrado en el valle de Jezreel . [2] El tamaño de los asentamientos humanos dependía en gran medida del agua disponible cercana.

Un primitivo sistema interior, revestido con corteza de árbol, de dos canales, de piedra, dulce y de aguas residuales, parece haber aparecido en las casas de Skara Brae y el asentamiento Barnhouse , alrededor del 3000 a. C., junto con un enclave similar a una celda en varios casas, de Skara Brae, que se ha sugerido pueden haber funcionado como una letrina interior temprana . [3] [4] [5] [6] [7]

Actividades de reutilización de aguas residuales [ editar ]

La reutilización de aguas residuales es una práctica antigua, que se ha aplicado desde los albores de la historia de la humanidad y está relacionada con el desarrollo de la provisión de saneamiento. [8] La reutilización de aguas residuales municipales no tratadas se ha practicado durante muchos siglos con el objetivo de desviar los desechos humanos fuera de los asentamientos urbanos. Asimismo, la aplicación terrestre de aguas residuales domésticas es una práctica antigua y común, que ha pasado por diferentes etapas de desarrollo.

Las aguas residuales domésticas fueron utilizadas para el riego por civilizaciones prehistóricas (por ejemplo , Mesopotamia , valle del Indo y Minoan ) desde la Edad del Bronce (ca. 3200-1100 aC). [9] A partir de entonces, las civilizaciones helénicas y más tarde los romanos utilizaron las aguas residuales para la eliminación , el riego y la fertilización en las áreas circundantes a las ciudades (por ejemplo, Atenas y Roma). [10] [11] [12]

Bronce y principios de la Edad del Hierro [ editar ]

América antigua [ editar ]

En el antiguo Perú , la gente de Nazca empleaba un sistema de pozos interconectados y un curso de agua subterráneo conocido como puquios .

Antiguo Cercano Oriente [ editar ]

Mesopotamia [ editar ]

Los mesopotámicos introdujeron al mundo las tuberías de alcantarillado de arcilla alrededor del 4000 a. C., con los primeros ejemplos encontrados en el Templo de Bel en Nippur y en Eshnunna , [13] utilizados para eliminar las aguas residuales de los sitios y capturar el agua de lluvia en pozos. La ciudad de Uruk también muestra los primeros ejemplos de letrinas construidas con ladrillos , del 3200 a. C. [14] [15] Las pipas de arcilla se utilizaron más tarde en la ciudad hitita de Hattusa . [16] Tenían segmentos fácilmente desmontables y reemplazables, y permitían su limpieza.

Persia antigua [ editar ]

Artículo principal: fuentes de agua tradicionales de la antigüedad persa
Ver también: Qanat , Ab anbar , Sistema hidráulico histórico de Shushtar y Pilar de Gor

Los primeros sistemas de saneamiento en el Irán prehistórico se construyeron cerca de la ciudad de Zabol . [13] Los qanats persas y ab anbars se han utilizado para el suministro de agua y la refrigeración .

Antiguo Egipto [ editar ]

Se descubrió que la pirámide de Sahure , c. 2400 a. C., y el complejo del templo contiguo en Abusir , tenían una red de tuberías de drenaje de cobre. [17]

Asia oriental antigua [ editar ]

China antigua [ editar ]

Un modelo de cerámica china de un pozo con un sistema de poleas de agua , excavado en una tumba del período de la dinastía Han (202 a. C. - 220 d. C.)

Algunas de las primeras evidencias de pozos de agua se encuentran en China. Los chinos del Neolítico descubrieron e hicieron un uso extensivo del agua subterránea perforada profunda para beber. [ cita requerida ] El texto chino El Libro de los Cambios , originalmente un texto de adivinación de la dinastía Zhou Occidental (1046 -771 aC), contiene una entrada que describe cómo los antiguos chinos mantenían sus pozos y protegían sus fuentes de agua. [18] La evidencia arqueológica y los documentos chinos antiguos revelan que los chinos antiguos y prehistóricos tenían la aptitud y las habilidades para cavar pozos de agua profunda para beber agua desde hace 6000 a 7000 años. [ cita requerida ] Un pozo excavado en el HemeduSe cree que el sitio de excavación se construyó durante el Neolítico. [19] El pozo fue causado por cuatro filas de troncos con un marco cuadrado unido a ellos en la parte superior del pozo. También se cree que alrededor del año 600 aC se construyeron sesenta pozos de tejas adicionales al suroeste de Beijing para beber e irrigar. [19] [20] También se sabe que la plomería se ha utilizado en el este de Asia desde las dinastías Qin y Han de China. [21]

Civilización del valle del Indo [ editar ]

Más información: Saneamiento en la civilización del valle del Indo
Un gran pozo y plataformas para bañarse en Harappa , restos de la última fase de ocupación de la ciudad desde el 2200 al 1900 a. C.

La civilización del valle del Indo en Asia muestra evidencia temprana de abastecimiento público de agua y saneamiento . El sistema desarrollado y administrado por el Indo incluía una serie de funciones avanzadas. Un ejemplo típico es la ciudad Indo de Lothal (c. 2350 a. C.). En Lothal, todas las casas [ cita requerida ] tenían su propio baño privado que estaba conectado a una red de alcantarillado cubierta [ cita requerida ] construida con ladrillos unidos con un mortero a base de yeso que se vaciaba en los cuerpos de agua circundantes o, alternativamente, en pozos negros , el estos últimos se vaciaban y limpiaban con regularidad. [22]

Las áreas urbanas de la civilización del valle del Indo incluían baños públicos y privados. [ cita requerida ] Las aguas residuales se eliminaron a través de desagües subterráneos construidos con ladrillos colocados con precisión, y se estableció un sofisticado sistema de gestión de agua con numerosos reservorios. En los sistemas de drenaje, los desagües de las casas se conectaron a desagües públicos más amplios. Muchos de los edificios de Mohenjo-daro tenían dos o más pisos. El agua del techo y los baños del piso superior se transportaba a través de tuberías de terracota cerradas o conductos abiertos que se vaciaban en los desagües de la calle. [23]

La evidencia más temprana de saneamiento urbano se vio en Harappa , Mohenjo-daro y la recientemente descubierta Rakhigarhi de la civilización del valle del Indo. Este plan urbano incluyó los primeros sistemas de saneamiento urbano del mundo. Dentro de la ciudad, hogares individuales o grupos de hogares obtenían agua de pozos . Desde una habitación que parece haber sido reservada para el baño, las aguas residuales se dirigían a desagües cubiertos, que se alineaban en las calles principales.

Se utilizaron dispositivos tales como toldos para elevar el agua al nivel del suelo. Ruinas de la civilización del valle del Indo como Mohenjo-daro en Pakistán y Dholavira en Gujarat en India tenían asentamientos con algunos de los sistemas de alcantarillado más sofisticados del mundo antiguo. [ cita requerida ] Incluían canales de drenaje, recolección de agua de lluvia y conductos de calles.

Los pozos escalonados se han utilizado principalmente en el subcontinente indio.

Mediterráneo antiguo [ editar ]

Grecia antigua [ editar ]

La antigua civilización griega de Creta , conocida como la civilización minoica , fue la primera civilización en utilizar tuberías de arcilla subterráneas para el saneamiento y el suministro de agua. [24] Su capital, Knossos , tenía un sistema de agua bien organizado para traer agua limpia, sacar las aguas residuales y los canales de alcantarillado pluvial para que se desbordaran cuando llovía intensamente. También fue uno de los primeros usos de un inodoro con cisterna , que se remonta al siglo XVIII a. C. [25] La civilización minoica tenía alcantarillas de piedra que se enjuagaban periódicamente con agua limpia. [ cita requerida ]Además de los sofisticados sistemas de agua y alcantarillado, idearon elaborados sistemas de calefacción. Los antiguos griegos de Atenas y Asia Menor también usaban un sistema de plomería interior, utilizado para duchas presurizadas. [26] El inventor griego Heron utilizó tuberías presurizadas para combatir incendios en la ciudad de Alejandría . [27] Los mayas fueron la tercera civilización más antigua que empleó un sistema de plomería interior con agua a presión. [28]

Un sistema de sifón invertido, junto con tubos de arcilla cubiertos de vidrio, se utilizó por primera vez en los palacios de Creta, Grecia. Todavía está en condiciones de funcionamiento, después de unos 3000 años. [ cita requerida ]

Imperio Romano [ editar ]

Más información: Saneamiento en la antigua Roma
Pont du Gard , un acueducto romano en Francia.

En la antigua Roma, la Cloaca Máxima , considerada una maravilla de la ingeniería, desemboca en el Tíber . Se construyeron letrinas públicas sobre la Cloaca Máxima. [29]

A partir de la era romana, un dispositivo de rueda hidráulica conocido como noria suministraba agua a los acueductos y otros sistemas de distribución de agua en las principales ciudades de Europa y Oriente Medio.

El Imperio Romano tenía plomería interior , es decir, un sistema de acueductos y tuberías que terminaban en las casas y en los pozos y fuentes públicos para que las usaran las personas. Roma y otras naciones usaban tuberías de plomo ; Aunque comúnmente se piensa que es la causa del envenenamiento por plomo en el Imperio Romano, la combinación de agua corriente que no permaneció en contacto con la tubería por mucho tiempo y la deposición de incrustaciones de precipitación mitigó el riesgo de las tuberías de plomo. [30] [31]

Las ciudades y guarniciones romanas en el Reino Unido entre el 46 a. C. y el 400 d. C. tenían complejas redes de alcantarillado a veces construidas con troncos de olmo ahuecados , que tenían la forma de empalmarse con la tubería corriente abajo proporcionando un enchufe para la tubería corriente arriba. [ cita requerida ]

Edad medieval y principios de la Edad Moderna [ editar ]

Nepal [ editar ]

Personas esperando en línea para obtener agua de Manga Hiti en la ciudad de Patan, Nepal
Artículo principal: Dhunge dhara

En Nepal, la construcción de conductos de agua como bebederos y pozos se considera un acto piadoso. [32]

Se desarrolló un sistema de suministro de agua potable a partir de al menos 550 d.C. [33] Este sistema dhunge dhara o hiti consiste en fuentes de piedra tallada a través de las cuales el agua fluye ininterrumpidamente desde fuentes subterráneas. Estos son apoyados por numerosos estanques y canales que forman una elaborada red de cuerpos de agua, creados como recurso hídrico durante la estación seca y para ayudar a aliviar la presión del agua causada por las lluvias monzónicas. Después de la introducción de sistemas modernos de agua entubada, a partir de finales del siglo XIX, este antiguo sistema se ha deteriorado y algunas partes se han perdido para siempre. Sin embargo, muchas personas de Nepal todavía dependen de la vieja enfermedad a diario.

En 2008, los dhunge dharas del valle de Katmandú produjeron 2,95 millones de litros de agua por día. [34]

De los 389 surtidores de piedra encontrados en el Valle de Katmandú en 2010, 233 todavía estaban en uso, sirviendo a aproximadamente el 10% de la población de Katmandú. 68 se habían secado, 45 se perdieron por completo y 43 estaban conectadas al suministro de agua municipal en lugar de su fuente original. [35]

Mundo islámico [ editar ]

El Islam enfatiza la importancia de la limpieza y la higiene personal. [36] La jurisprudencia higiénica islámica , que se remonta al siglo VII, tiene una serie de reglas elaboradas. Taharah (pureza ritual) implica la realización de wudu (ablución) para los cinco salah (oraciones) diarios , así como la realización regular de ghusl (baño), lo que llevó a la construcción de casas de baños en todo el mundo islámico . [37] [38] La higiene del baño islámica también requiere lavarse con agua después de usar el baño, por pureza y para minimizar los gérmenes. [39]

En el califato abasí (siglos VIII-XIII), su capital, Bagdad (Irak), tenía 65.000 baños, además de un sistema de alcantarillado. [40] Las ciudades del mundo islámico medieval tenían sistemas de suministro de agua impulsados ​​por tecnología hidráulica que suministraban agua potable junto con cantidades mucho mayores de agua para el lavado ritual, principalmente en mezquitas y hammams (baños). Los escritores árabes calificaron los establecimientos de baños en varias ciudades en las guías de viaje . Ciudades islámicas medievales como Bagdad, Córdoba ( España islámica ), Fez(Marruecos) y Fustat (Egipto) también tenían sofisticados sistemas de eliminación de residuos y alcantarillado con redes de alcantarillado interconectadas. [ cita requerida ] La ciudad de Fustat también tenía edificios de viviendas de varios pisos (con hasta seis pisos) con inodoros , que estaban conectados a un sistema de suministro de agua y conductos de humo en cada piso que llevaban los desechos a los canales subterráneos. [41]

Al-Karaji (c. 953-1029) escribió un libro, The Extraction of Hidden Waters , que presentaba ideas innovadoras y descripciones de percepciones hidrológicas e hidrogeológicas tales como componentes del ciclo hidrológico, calidad del agua subterránea y factores impulsores del flujo de agua subterránea . También dio una descripción temprana de un proceso de filtración de agua . [42]

África oriental posclásica [ editar ]

En el Kilwa posclásico, la fontanería prevalecía en las casas de piedra de los nativos. [43] [44] El Palacio Husani Kubwa, así como otros edificios para la élite gobernante y los ricos, incluían el lujo de la plomería interior. [44]

Europa medieval [ editar ]

Una ilustración conceptual de 1939 que muestra varias formas en que las bacterias tifoideas pueden contaminar un pozo de agua (centro)
Waterworks ( Wasserkunst ) y fuente de 1602 en Wismar , Alemania.

Hay pocos registros de otros sistemas de saneamiento (aparte del saneamiento en la antigua Roma ) en la mayor parte de Europa hasta la Alta Edad Media . Las condiciones insalubres y el hacinamiento se extendieron por toda Europa y Asia durante la Edad Media . Esto dio lugar a pandemias como la peste de Justiniano (541–542) y la peste negra (1347–1351), que acabó con la vida de decenas de millones de personas. [45] En Europa prevaleció una mortalidad infantil y en la niñez muy alta durante la época medieval , debido en parte a deficiencias en el saneamiento. [46]

En las ciudades europeas medievales, las pequeñas vías fluviales naturales utilizadas para la evacuación de aguas residuales finalmente se cubrieron y funcionaron como alcantarillas. La flota fluvial de Londres es uno de esos sistemas. Drenajes abiertos, o cunetas, para la escorrentía de aguas residuales corrían a lo largo del centro de algunas calles. Estos se conocían como "perreras" (es decir, canales, canales), y en París a veces se conocían como "calles divididas", ya que las aguas residuales que corren por el medio dividen físicamente las calles en dos mitades. La primera alcantarilla cerrada construida en París fue diseñada por Hugues Aubird en 1370 en la Rue Montmartre(Calle Montmartre), y tenía 300 metros de largo. El propósito original de diseñar y construir una alcantarilla cerrada en París no era tanto para la gestión de residuos como para contener el hedor procedente de las malolientes aguas residuales. [47] En Dubrovnik , entonces conocida como Ragusa (nombre en latín), el Estatuto de 1272 estableció los parámetros para la construcción de fosas sépticas y canales para la remoción de aguas sucias. A lo largo de los siglos XIV y XV se construyó el sistema de alcantarillado, y todavía está operativo hoy, con pequeños cambios y reparaciones realizadas en los últimos siglos. [48] armarios Pail , dependencias y pozos negros se utilizaron para los residuos humanos a cobro revertido. El uso de desechos humanos como fertilizante.fue especialmente importante en China y Japón, donde el estiércol de ganado estaba menos disponible. Sin embargo, la mayoría de las ciudades no tenían un sistema de alcantarillado en funcionamiento antes de la era industrial [ cita requerida ] , confiando en cambio en ríos cercanos o lluvias ocasionales para lavar las aguas residuales de las calles [ cita requerida ] . En algunos lugares, las aguas residuales simplemente corrían por las calles, que tenían escalones para mantener a los peatones fuera del lodo, y finalmente se drenaban como escorrentía hacia la cuenca hidrográfica local. [ cita requerida ]

El baño de John Harington

En el siglo XVI, Sir John Harington inventó un inodoro con descarga como dispositivo para la reina Isabel I (su madrina) que arrojaba desechos en pozos negros . [49]

Después de la adopción de la pólvora , las dependencias municipales se convirtieron en una importante fuente de materia prima para la fabricación de salitre en los países europeos. [50]

En Londres, el contenido de las dependencias de la ciudad se recogía cada noche en vagones encargados y se entregaba a los lechos de nitritos, donde se colocaba en lechos de suelo especialmente diseñados para producir tierra rica en nitratos minerales. La tierra rica en nitratos se seguiría procesando para producir salitre o nitrato de potasio , un ingrediente importante de la pólvora negra que jugó un papel en la fabricación de pólvora. [51]

Mesoamérica clásica y moderna temprana [ editar ]

Los mayas del Clásico en Palenque tenían acueductos subterráneos e inodoros con cisterna ; los mayas clásicos incluso utilizaron filtros de agua domésticos con abundante piedra caliza localmente tallada en un cilindro poroso, hecho para funcionar de una manera sorprendentemente similar a los filtros de agua de cerámica modernos . [52] [53]

En España y Hispanoamérica , un curso de agua operado por la comunidad conocido como acequia , combinado con un simple sistema de filtración de arena, proporcionaba agua potable.

Granjas de aguas residuales para eliminación e irrigación [ editar ]

Las " granjas de aguas residuales " (es decir, la aplicación de aguas residuales a la tierra para su eliminación y uso agrícola) se operaron en Bunzlau (Silesia) en 1531, en Edimburgo (Escocia) en 1650, en París (Francia) en 1868, en Berlín (Alemania) en 1876 y en diferentes partes de los EE. UU. desde 1871, donde las aguas residuales se utilizaron para la producción de cultivos beneficiosos. [54] [55] En los siglos siguientes (siglos XVI y XVIII) en muchos países / ciudades de Europa (por ejemplo, Alemania, Francia) y Estados Unidos de rápido crecimiento, las "granjas de aguas residuales" se vieron cada vez más como una solución para la eliminación de grandes volúmenes de aguas residuales, algunas de las cuales todavía están en funcionamiento. [56] El riego con aguas residuales y otros efluentes de aguas residuales tiene una larga historia también en China y la India; [57]mientras que también se estableció una gran "granja de aguas residuales" en Melbourne, Australia, en 1897. [58]

Edad moderna [ editar ]

Sistemas de alcantarillado [ editar ]

Más información: Combined_sewer § Historial
Muchas ciudades industrializadas tenían un saneamiento público incompleto hasta bien entrado el siglo XX. Letrinas en Brisbane , Australia, alrededor de 1950.

Un avance significativo fue la construcción de una red de alcantarillado para recolectar aguas residuales. En algunas ciudades, incluidas Roma , Estambul ( Constantinopla ) y Fustat , los antiguos sistemas de alcantarillado en red continúan funcionando hoy como sistemas de recolección para los sistemas de alcantarillado modernizados de esas ciudades. En lugar de fluir hacia un río o el mar, las tuberías se han reenviado a modernas instalaciones de tratamiento de alcantarillado.

Sin embargo, hasta la era de la Ilustración , se avanzó poco en el suministro de agua y el saneamiento y las habilidades de ingeniería de los romanos se descuidaron en gran medida en toda Europa. Esto comenzó a cambiar en los siglos XVII y XVIII con una rápida expansión de las obras hidráulicas y los sistemas de bombeo .

El tremendo crecimiento de las ciudades durante la Revolución Industrial condujo rápidamente a calles terriblemente sobrecontaminadas , que actuaron como una fuente constante de brotes de enfermedades. [59]

Las personas lo suficientemente ricas como para disfrutar de los inodoros con descarga del siglo XIX a menudo tenían el poder político para permitirles desaguar en las alcantarillas públicas; y la práctica se convirtió en la norma a medida que la plomería interior se volvió más común, basada en redes de suministro a gran escala como el Acueducto Croton en Nueva York.

A medida que las ciudades crecieron en el siglo XIX, surgieron preocupaciones sobre la salud pública . [60] : 33–62 Como parte de una tendencia de los programas de saneamiento municipal a fines del siglo XIX y XX, muchas ciudades construyeron extensos sistemas de alcantarillado para ayudar a controlar los brotes de enfermedades como la fiebre tifoidea y el cólera . [61] : 29–34

Inicialmente, estos sistemas descargaban las aguas residuales directamente a las aguas superficiales sin tratamiento. [62] Más tarde, las ciudades intentaron tratar las aguas residuales antes de la descarga para prevenir la contaminación del agua y las enfermedades transmitidas por el agua . Durante el medio siglo alrededor de 1900, estas intervenciones de salud pública lograron reducir drásticamente la incidencia de enfermedades transmitidas por el agua entre la población urbana y fueron una causa importante del aumento de la esperanza de vida experimentado en ese momento. [63]

Las primeras técnicas implicaron la aplicación de aguas residuales a la tierra en tierras agrícolas. [62] El uso de los sistemas de tratamiento de la tierra continuó durante el siglo XIX / XX en Europa central, EE. UU. Y otros lugares en todo el mundo, pero no sin causar serios problemas de salud pública e impactos ambientales negativos. Durante las décadas de 1840 y 1850, esta práctica resultó en una desastrosa propagación de enfermedades transmitidas por el agua como el cólera y la fiebre tifoidea. [64] Sin embargo, cuando los vínculos del suministro de agua con estas enfermedades se hicieron evidentes, se implementaron soluciones de ingeniería que incluyen el desarrollo de fuentes de agua alternativas utilizando embalses y sistemas de acueductos, reubicación de tomas de agua y sistemas de tratamiento de agua y aguas residuales . [sesenta y cinco]

A fines del siglo XIX, algunas ciudades comenzaron a agregar sistemas de tratamiento químico y sedimentación a sus alcantarillas. [66] : 28 La mayoría de las ciudades del mundo occidental agregaron sistemas más costosos para el tratamiento de aguas residuales en el siglo XX, después de que científicos de la Universidad de Manchester descubrieron el proceso de tratamiento de aguas residuales de lodos activados en 1912. [67]

Las alcantarillas pluviales y sanitarias se desarrollaron necesariamente junto con el crecimiento de las ciudades. En la década de 1840, el lujo de la plomería interior , que mezcla los desechos humanos con el agua y los elimina, eliminó la necesidad de pozos negros . El olor se consideraba el gran problema en la eliminación de desechos y, para solucionarlo, las aguas residuales podían drenarse a una laguna o "sedimentarse" y eliminar los sólidos para eliminarlos por separado. Este proceso ahora se denomina "tratamiento primario" y los sólidos sedimentados se denominan "lodos".

Liverpool, Londres y otras ciudades, Reino Unido [ editar ]

Tan recientemente como los sistemas de alcantarillado de finales del siglo XIX en algunas partes del Reino Unido en rápida industrialización eran tan inadecuados que las enfermedades transmitidas por el agua como el cólera y la fiebre tifoidea seguían siendo un riesgo.

Desde 1535 se hicieron esfuerzos para dejar de contaminar el río Támesis en Londres . A partir de una ley aprobada ese año que prohibía el vertido de excrementos en el río. Antes de la Revolución Industrial, el río Támesis se identificó como espeso y negro debido a las aguas residuales, e incluso se dijo que el río "huele a muerte". [68] Como Gran Bretaña fue el primer país en industrializarse, también fue el primero en experimentar las desastrosas consecuencias de una gran urbanización y fue el primero en construir un sistema de alcantarillado moderno para mitigar las condiciones insalubres resultantes. [ cita requerida ]A principios del siglo XIX, el río Támesis era efectivamente una alcantarilla abierta, lo que provocaba frecuentes brotes de epidemias de cólera . Durante 1856 se hicieron propuestas para modernizar el sistema de alcantarillado, pero se descuidaron por falta de fondos. Sin embargo, después del Gran Hedor de 1858, el Parlamento se dio cuenta de la urgencia del problema y resolvió crear un sistema de alcantarillado moderno. [69]

Sin embargo, diez años antes y 200 millas al norte, James Newlands, un ingeniero escocés, era uno de un célebre trío de oficiales pioneros nombrados bajo una ley privada, la Ley Sanitaria de Liverpool por el Comité de Salud de las Ciudades del Municipio de Liverpool. Los otros oficiales nombrados bajo la Ley fueron William Henry Duncan, Oficial Médico de Salud, y Thomas Fresh, Inspector de Molestias (un antecedente temprano del oficial de salud ambiental). Newlands, uno de los cinco aspirantes al puesto, fue nombrado ingeniero municipal de Liverpool el 26 de enero de 1847.

Hizo un estudio cuidadoso y exacto de Liverpool y sus alrededores, que involucró aproximadamente 3,000 observaciones geodésicas, y resultó en la construcción de un mapa de contorno de la ciudad y su vecindario, en una escala de una pulgada a 20 pies (6,1 m). A partir de este estudio elaborado, Newlands procedió a establecer un sistema integral de desagües de salida y contribuyentes, y desagües principales y subsidiarios, en una extensión total de casi 300 millas (480 km). Los detalles de este sistema proyectado lo presentó a la Corporación en abril de 1848.

En julio de 1848 comenzó el programa de construcción de alcantarillado de James Newlands, y durante los siguientes 11 años se construyeron 138 km (86 millas) de alcantarillas nuevas. Entre 1856 y 1862 se agregaron otras 58 millas (93 km). Este programa se completó en 1869. Antes de que se construyeran las alcantarillas, la esperanza de vida en Liverpool era de 19 años y, cuando Newlands se retiró, se había más que duplicado.

Joseph Bazalgette , ingeniero civil e ingeniero jefe de la Junta Metropolitana de Obras , recibió la responsabilidad del trabajo. Diseñó un extenso sistema de alcantarillado subterráneo que desviaba los desechos al estuario del Támesis , aguas abajo del principal centro de población. Se construyeron seis alcantarillas interceptoras principales, con un total de casi 100 millas (160 km) de longitud, algunas incorporando tramos de los ríos 'perdidos' de Londres . Tres de estas alcantarillas estaban al norte del río, y la más meridional, de bajo nivel, se incorporó al terraplén del Támesis . El terraplén también permitió nuevas carreteras, nuevos jardines públicos y la línea Circle del metro de Londres .

Las alcantarillas de interceptación, construidas entre 1859 y 1865, fueron alimentadas por 450 millas (720 km) de alcantarillas principales que, a su vez, transportaban el contenido de unas 13,000 millas (21,000 km) de alcantarillas locales más pequeñas. La construcción del sistema interceptor requirió 318 millones de ladrillos, 2,7 millones de metros cúbicos de tierra excavada y 670.000 metros cúbicos de hormigón . [70] La gravedad permitió que las aguas residuales fluyeran hacia el este, pero en lugares como Chelsea , Deptford y Abbey Mills , se construyeron estaciones de bombeo para elevar el agua y proporcionar un flujo suficiente. Las alcantarillas al norte del Támesis desembocan en el desagüe Northern Outfall Sewer , que alimenta una importante planta de tratamiento en Beckton.. Al sur del río, Southern Outfall Sewer se extendía a una instalación similar en Crossness . Con solo modificaciones menores, el logro de ingeniería de Bazalgette sigue siendo la base para el diseño de alcantarillado hasta el día de hoy. [71]

En Merthyr Tydfil , una gran ciudad del sur de Gales , la mayoría de las casas descargaban sus aguas residuales en pozos negros individuales que se desbordaban constantemente y provocaban que las aceras se inundaran de aguas residuales fétidas. [72]

París, Francia [ editar ]

Artículo principal: Paris_sewers § Historia

En 1802, Napoleón construyó el canal Ourcq que traía 70.000 metros cúbicos de agua al día a París, mientras que el Senarío recibió hasta 100.000 metros cúbicos de aguas residuales por día. La epidemia de cólera de París de 1832 agudizó la conciencia pública de la necesidad de algún tipo de sistema de drenaje para tratar las aguas residuales y residuales de una manera mejor y más saludable. Entre 1865 y 1920, Eugene Belgrand lideró el desarrollo de un sistema a gran escala para el suministro de agua y la gestión de aguas residuales. Entre estos años se construyeron aproximadamente 600 kilómetros de acueductos para traer agua potable de manantial, lo que liberó el agua de mala calidad para ser utilizada para el lavado de calles y alcantarillas. En 1894 se aprobaron leyes que hicieron obligatorio el drenaje. Sin embargo, el tratamiento de las aguas residuales de París se dejó en manos de dispositivos naturales, ya que se utilizaron 5.000 hectáreas de tierra para esparcir los desechos para su purificación natural. Más lejos,La falta de tratamiento de aguas residuales hizo que la contaminación de las aguas residuales parisinas se concentrara río abajo en la ciudad de Clichy, lo que obligó a los residentes a empacar y mudarse a otro lugar.[47]

Las alcantarillas de París con bóvedas de ladrillo del siglo XIX sirven como atracción turística en la actualidad.

Hamburgo y Frankfurt, Alemania [ editar ]

El primer sistema de alcantarillado completo en una ciudad alemana se construyó en Hamburgo, Alemania , a mediados del siglo XIX. [66] : 2 [73] : 43 [74]

En 1863, se comenzó a trabajar en la construcción de un moderno sistema de alcantarillado para la ciudad de Frankfurt am Main , en rápido crecimiento , basado en el trabajo de diseño de William Lindley . 20 años después de la finalización del sistema, la tasa de mortalidad por fiebre tifoidea había caído de 80 a 10 por cada 100.000 habitantes. [66] [73] : 43 [75]

Mapa del sistema de alcantarillado de Memphis, Tennessee en 1880

Estados Unidos [ editar ]

Los primeros sistemas de alcantarillado en los Estados Unidos se construyeron a fines de la década de 1850 en Chicago y Brooklyn . [73] : 43

En los Estados Unidos, la primera planta de tratamiento de aguas residuales que utiliza precipitación química se construyó en Worcester, Massachusetts , en 1890. [66] : 29

Plantas de tratamiento de aguas residuales [ editar ]

A finales del siglo XIX, dado que el tratamiento primario aún dejaba problemas de olor, se descubrió que los malos olores se podían prevenir introduciendo oxígeno en las aguas residuales en descomposición. Este fue el inicio de los tratamientos biológicos aeróbicos y anaeróbicos fundamentales para los procesos de aguas residuales.

A medida que la contaminación de los cuerpos de agua se convirtió en una preocupación, las ciudades intentaron tratar las aguas residuales antes de descargarlas. [76] A fines del siglo XIX, algunas ciudades comenzaron a agregar sistemas de sedimentación y tratamiento químico a sus alcantarillas. [66] : 28 En los Estados Unidos, la primera planta de tratamiento de aguas residuales que utiliza precipitación química se construyó en Worcester, Massachusetts en 1890. [66] : 29 La mayoría de las ciudades del mundo occidental agregaron sistemas más costosos para el tratamiento de aguas residuales a principios del siglo XX. , después de que los científicos de la Universidad de Manchesterdescubrió el proceso de tratamiento de aguas residuales de lodos activados en 1912. [67] Durante el medio siglo alrededor de 1900, estas intervenciones de salud pública lograron reducir drásticamente la incidencia de enfermedades transmitidas por el agua entre la población urbana, y fueron una causa importante de los aumentos de la esperanza de vida experimentada en ese momento. [63]

Aseos [ editar ]

Más información: Aseo § Historia

Con el inicio de la revolución industrial y los avances tecnológicos relacionados, el inodoro con cisterna comenzó a emerger en su forma moderna. Sin embargo, debe estar conectado a un sistema de alcantarillado . Cuando esto no sea factible o deseado, los inodoros secos son una opción alternativa.

Suministro de agua [ editar ]

Chelsea Waterworks , 1752. Dos motores de viga Newcomen bombeaban agua del Támesis desde un canal a los embalses de Green Park y Hyde Park .

Hugh Myddleton , quien supervisó la construcción del New River entre 1609 y 1613, emprendió un ambicioso proyecto de ingeniería para llevar agua dulce de Hertfordshire a Londres. New River Company se convirtió en una de las mayores empresas privadas de agua de la época, abasteciendo a la ciudad. de Londres y otras áreas centrales. [77]

Fue en el siglo XVIII cuando una población en rápido crecimiento impulsó un auge en el establecimiento de redes privadas de suministro de agua en Londres . El Chelsea central depuradora de la empresa se estableció en 1723 "para mejor suministro de la ciudad y las libertades de Westminster y las partes adyacentes con agua". [78] [79] La compañía creó estanques extensos en el área que limita con Chelsea y Pimlico usando agua de la marea del Támesis . Otras obras hidráulicas se establecieron en Londres, incluso en West Ham en 1743, en Lea Bridge antes de 1767,Lambeth Waterworks Company en 1785, West Middlesex Waterworks Company en 1806 [80] y Grand Junction Waterworks Company en 1811. [81]

La tubería con curva en S fue inventada por Alexander Cummings en 1775, pero se conoció como curva en U tras la introducción de la trampa en forma de U por Thomas Crapper en 1880. El primer grifo de agua con rosca fue patentado en 1845 por Guest y Chrimes , una fundición de latón en Rotherham . [82]

Tratamiento de agua [ editar ]

Filtro de arena [ editar ]

Más información: filtro de arena

Sir Francis Bacon intentó desalinizar el agua de mar pasando el flujo a través de un filtro de arena . Aunque su experimento no tuvo éxito, marcó el comienzo de un nuevo interés en el campo.

El primer uso documentado de filtros de arena para purificar el suministro de agua data de 1804, cuando el propietario de una grada en Paisley, Escocia , John Gibb, instaló un filtro experimental, vendiendo su excedente no deseado al público. [83] [84] Este método fue perfeccionado en las siguientes dos décadas por ingenieros que trabajaban para empresas privadas de agua, y culminó en el primer suministro público de agua tratada en el mundo, instalado por el ingeniero James Simpson para Chelsea Waterworks Company en Londres en 1829. [85] [86] Esta instalación proporcionó agua filtrada para todos los residentes de la zona, y el diseño de la red se copió ampliamente en todo el Reino Unido. en las décadas siguientes.

La Ley del Agua de Metropolis introdujo por primera vez la regulación de las empresas de suministro de agua en Londres , incluidos los estándares mínimos de calidad del agua. La ley "preveía asegurar el suministro a la metrópolis de agua pura y saludable" y exigía que toda el agua se "filtrara eficazmente" a partir del 31 de diciembre de 1855. [87] A esto se le dio seguimiento con la legislación para la inspección obligatoria de la calidad del agua. , incluidos análisis químicos completos, en 1858. Esta legislación sentó un precedente mundial para intervenciones estatales de salud pública similares en toda Europa . [88] La Comisión Metropolitana de Alcantarilladosse formó al mismo tiempo, se adoptó la filtración de agua en todo el país y se establecieron nuevas tomas de agua en el Támesis sobre la esclusa de Teddington . Los filtros de presión automáticos, donde el agua se somete a presión a través del sistema de filtración, se innovaron en 1899 en Inglaterra. [83]

Cloración del agua [ editar ]

Más información: Cloración del agua

En lo que pudo haber sido uno de los primeros intentos de usar cloro, William Soper usó cal clorada para tratar las aguas residuales producidas por los pacientes con fiebre tifoidea en 1879.

En un artículo publicado en 1894, Moritz Traube propuso formalmente la adición de cloruro de cal ( hipoclorito de calcio ) al agua para hacerla "libre de gérmenes". Otros dos investigadores confirmaron los hallazgos de Traube y publicaron sus artículos en 1895. [89] Los primeros intentos de implementar la cloración del agua en una planta de tratamiento de agua se realizaron en 1893 en Hamburgo , Alemania , y en 1897 la ciudad de Maidstone , Inglaterra , fue la primera en tratar todo su suministro de agua con cloro. [90]

La cloración permanente del agua comenzó en 1905, cuando un filtro de arena lento defectuoso y un suministro de agua contaminado provocaron una grave epidemia de fiebre tifoidea en Lincoln, Inglaterra . [91] El Dr. Alexander Cruickshank Houston utilizó la cloración del agua para detener la epidemia. Su instalación alimentaba una solución concentrada de cloruro de cal al agua que se estaba tratando. La cloración del suministro de agua ayudó a detener la epidemia y, como precaución, se continuó con la cloración hasta 1911, cuando se instituyó un nuevo suministro de agua. [92]

Clorador de control manual para la licuefacción de cloro para la depuración de agua, principios del siglo XX. De la cloración del agua por Joseph Race, 1918.

El primer uso continuo de cloro en los Estados Unidos para la desinfección tuvo lugar en 1908 en el embalse de Boonton (en el río Rockaway ), que servía de suministro para Jersey City, Nueva Jersey . [93] La cloración se logró mediante la adición controlada de soluciones diluidas de cloruro de cal ( hipoclorito de calcio ) en dosis de 0,2 a 0,35 ppm. El proceso de tratamiento fue concebido por el Dr. John L. Leal y la planta de cloración fue diseñada por George Warren Fuller. [94] Durante los años siguientes, la desinfección con cloro utilizando cloruro de cal se instaló rápidamente en los sistemas de agua potable de todo el mundo. [95]

La técnica de purificación del agua potable mediante el uso de cloro gaseoso licuado comprimido fue desarrollada por un funcionario británico del Servicio Médico de la India.Vincent B. Nesfield, en 1903. Según su propio relato, "Se me ocurrió que el cloro gaseoso podría resultar satisfactorio ... si se pudieran encontrar los medios adecuados para usarlo ... La siguiente pregunta importante era cómo hacer que el gas sea portátil. Esto se puede lograr de dos maneras: licuándolo y almacenándolo en recipientes de hierro revestidos de plomo, con un chorro con un canal capilar muy fino y provisto de un grifo o un tapón de rosca. El grifo es encendido, y el cilindro colocado en la cantidad de agua requerida. El cloro burbujea, y en diez a quince minutos el agua es absolutamente segura. Este método sería de uso a gran escala, como para los carros de agua de servicio ". [96]

El comandante del ejército estadounidense Carl Rogers Darnall , profesor de química en la Escuela de Medicina del Ejército , dio la primera demostración práctica de esto en 1910. Poco después, el comandante William JL Lyster del Departamento Médico del Ejército utilizó una solución de hipoclorito de calcio en una bolsa de lino para tratar agua. Durante muchas décadas, el método de Lyster siguió siendo el estándar para las fuerzas terrestres estadounidenses en el campo y en los campamentos, implementado en la forma del familiar Lyster Bag (también deletreado Lister Bag). Este trabajo se convirtió en la base de los sistemas actuales de depuración de agua municipal. [ cita requerida ]

Fluoruración [ editar ]

Más información: Historia de la fluoración del agua.

La fluoración del agua es una práctica que se lleva a cabo desde principios del siglo XX con el propósito de disminuir la caries dental .

Tendencias [ editar ]

El Objetivo de Desarrollo Sostenible 6 formulado en 2015 incluye metas sobre acceso al suministro de agua y saneamiento a nivel mundial. En los países en desarrollo , el autoabastecimiento de agua y saneamiento se utiliza como un enfoque de mejoras graduales a los servicios de agua y saneamiento, que son financiados principalmente por el usuario. Los sistemas descentralizados de aguas residuales también están adquiriendo una importancia cada vez mayor para lograr un saneamiento sostenible . [97]

Comprensión de los aspectos de la salud [ editar ]

Mapa original de John Snow que muestra los grupos de casos de cólera en la epidemia de Londres de 1854 .

Una forma básica de teoría del contagio se remonta a la medicina en el mundo islámico medieval , donde fue propuesta por el médico persa Ibn Sina (también conocido como Avicena) en The Canon of Medicine (1025), el libro de texto médico más autorizado de la Edad Media. Mencionó que las personas pueden transmitir enfermedades a otras personas a través del aliento, señaló el contagio de la tuberculosis y discutió la transmisión de enfermedades a través del agua y la suciedad. [98] El concepto de contagio invisible fue finalmente aceptado ampliamente por los eruditos islámicos . En el sultanato ayubí , se referían a ellos como najasat ("sustancias impuras"). losEl erudito del fiqh Ibn al-Haj al-Abdari (c. 1250-1336), mientras hablaba de la dieta y la higiene islámicas , dio consejos y advertencias sobre cómo el contagio puede contaminar el agua, los alimentos y la ropa, y podría propagarse a través del suministro de agua. [99]

Mucho antes de que los estudios establecieran la teoría de los gérmenes de la enfermedad , o cualquier conocimiento avanzado de la naturaleza del agua como vehículo para transmitir enfermedades, las creencias tradicionales habían advertido contra el consumo de agua, favoreciendo más bien las bebidas procesadas como la cerveza , el vino y el té . Por ejemplo, en las caravanas de camellos que cruzaron Asia Central a lo largo de la Ruta de la Seda , el explorador Owen Lattimore señaló: "La razón por la que bebimos tanto té fue por la mala agua. El agua sola, sin hervir, nunca se bebe. Hay una superstición que causa ampollas en los pies ". [100]

Uno de los primeros conocimientos sobre las enfermedades transmitidas por el agua en Europa surgió durante el siglo XIX, cuando la Revolución Industrial se apoderó de Europa. [101] [102] Las enfermedades transmitidas por el agua , como el cólera , alguna vez fueron explicadas erróneamente por la teoría del miasma , la teoría de que el aire contaminado causa la propagación de enfermedades. [101] [102] Sin embargo, la gente comenzó a encontrar una correlación entre la calidad del agua y las enfermedades transmitidas por el agua, lo que llevó a diferentes métodos de purificación del agua , como el filtrado de arena y la cloración del agua potable. [101]

Los fundadores de la microscopía , Antonie van Leeuwenhoek y Robert Hooke , utilizaron el microscopio recién inventado para observar por primera vez pequeñas partículas de material que estaban suspendidas en el agua, sentando las bases para la comprensión futura de los patógenos y las enfermedades transmitidas por el agua . [103]

En el siglo XIX, Gran Bretaña fue el centro de una rápida urbanización y, como resultado, se manifestaron muchos problemas de salud y saneamiento, por ejemplo, brotes de cólera y pandemias . Esto dio lugar a que Gran Bretaña desempeñara un papel importante en el desarrollo de la salud pública. [104] Antes de descubrir el vínculo entre el agua potable contaminada y las enfermedades, como el cólera y otras enfermedades transmitidas por el agua, se utilizó la teoría del miasma para justificar los brotes de estas enfermedades. [104] La teoría del miasma es la teoría de que ciertas enfermedades y enfermedades son el producto de "malos aires". [105] Las investigaciones del médico John Snow en el Reino Unidodurante el brote de cólera de Broad Street de 1854 se aclararon las conexiones entre las enfermedades transmitidas por el agua y el agua potable contaminada. Aunque la teoría de los gérmenes de la enfermedad aún no se había desarrollado, las observaciones de Snow lo llevaron a descartar la teoría del miasma predominante. Su ensayo de 1855 Sobre el modo de comunicación del cólera demostró de manera concluyente el papel del suministro de agua en la propagación de la epidemia de cólera en el Soho , [106] con el uso de un mapa de distribución de puntos.y prueba estadística para ilustrar la conexión entre la calidad de la fuente de agua y los casos de cólera. Durante la epidemia de 1854, recopiló y analizó datos que establecían que las personas que bebían agua de fuentes contaminadas como la bomba de Broad Street murieron de cólera en tasas mucho más altas que las que obtuvieron agua en otros lugares. Sus datos convencieron al consejo local de desactivar la bomba de agua, lo que rápidamente puso fin al brote.

Edwin Chadwick , en particular, jugó un papel clave en el movimiento de saneamiento de Gran Bretaña, utilizando la teoría del miasma para respaldar sus planes para mejorar la situación de saneamiento en Gran Bretaña. [104] Aunque Chadwick aportó contribuciones al desarrollo de la salud pública en el siglo XIX, fueron John Snow y William Budd quienes introdujeron la idea de que el cólera era la consecuencia del agua contaminada, presentando la idea de que las enfermedades se podían transmitir a través del agua potable. [104]

La gente descubrió que purificar y filtrar el agua mejoraba la calidad del agua y limitaba los casos de enfermedades transmitidas por el agua. [104] En la ciudad alemana de Altona, este hallazgo se ilustró por primera vez mediante el uso de un sistema de filtrado de arena para su suministro de agua . [104] Una ciudad cercana que no usó ningún sistema de filtrado para su agua sufrió el brote mientras Altona no se vio afectada por la enfermedad, lo que proporciona evidencia de que la calidad del agua tiene algo que ver con las enfermedades. [104] Después de este descubrimiento, Gran Bretaña y el resto de Europa tuvieron en cuenta la posibilidad de filtrar su agua potable, además de clorarla para combatir enfermedades transmitidas por el agua como el cólera. [104]

Ver también [ editar ]

  • Lista de abastecimiento de agua y saneamiento por país
  • Historia de los filtros de agua
  • Terreno nocturno
  • Colecta de agua de lluvia
  • Industria del agua

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