Historia del abastecimiento de agua y saneamiento

La historia del abastecimiento de agua y el saneamiento es la de un desafío logístico para proporcionar agua potable y sistemas de saneamiento desde los albores de la civilización . Cuando los recursos hídricos, la infraestructura o los sistemas de saneamiento eran insuficientes, las enfermedades se propagaban y las personas enfermaban o morían prematuramente.

Los asentamientos humanos importantes sólo pudieron desarrollarse inicialmente en lugares donde abundaba el agua dulce superficial, como cerca de ríos o manantiales naturales . A lo largo de la historia, las personas han ideado sistemas para que el abastecimiento de agua a sus comunidades y hogares y la eliminación (y más tarde también el tratamiento) de las aguas residuales sean más fáciles. ^[1]

El objetivo histórico del tratamiento de aguas residuales era transportar las aguas residuales sin tratar a un cuerpo de agua natural, por ejemplo, un río o un océano , donde se diluirían y disiparían. Las primeras viviendas humanas solían construirse junto a fuentes de agua. Los ríos solían servir como una forma rudimentaria de eliminación natural de aguas residuales.

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

Durante el Neolítico , los seres humanos cavaron los primeros pozos de agua permanentes , desde donde se podían llenar los recipientes y transportarlos a mano. Se han encontrado pozos excavados alrededor del 8500 a. C. en Chipre ^[2] y del 6500 a. C. en el valle de Jezreel ^[3] . El tamaño de los asentamientos humanos dependía en gran medida del agua disponible en las cercanías.

Parece que en las casas de Skara Brae y en el asentamiento Barnhouse , de alrededor del año 3000 a. C., había un sistema primitivo de aguas residuales y dulces, de piedra, de dos canales y revestido de corteza de árbol, en el interior, junto con un enclave similar a una celda en varias casas de Skara Brae, que se ha sugerido que pudo haber funcionado como una letrina interior primitiva . ^{[4] [5] [6] [7] [8]}

La reutilización de aguas residuales es una práctica antigua, que se viene aplicando desde los albores de la historia de la humanidad, y está vinculada al desarrollo de la prestación de servicios de saneamiento. ^[9] 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 de aguas residuales domésticas a la tierra 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 , el valle del Indo y Minoica ) desde la Edad del Bronce (aproximadamente 3200-1100 a. C.). ^[10] A partir de entonces, las aguas residuales fueron utilizadas para fines de eliminación , riego y fertilización por las civilizaciones helénicas y más tarde por los romanos en áreas circundantes a las ciudades (por ejemplo, Atenas y Roma). ^{[11] [12] [13]}

En el antiguo Perú , el pueblo Nazca empleaba un sistema de pozos interconectados y un curso de agua subterráneo conocido como puquios . ^{[ cita requerida ]}

Los mayas fueron la tercera civilización más antigua que empleó un sistema de plomería interior utilizando agua presurizada. ^[14]

Los mesopotámicos introdujeron las tuberías de alcantarillado de arcilla alrededor del 4000 a. C., y los primeros ejemplos se encontraron en el Templo de Bel en Nippur y en Eshnunna , ^[15] utilizadas 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. ^{[16] [17]} Las tuberías de arcilla se utilizaron más tarde en la ciudad hitita de Hattusa . ^[18] Tenían segmentos fácilmente desmontables y reemplazables, y permitían la limpieza.

Los primeros sistemas de saneamiento en el Irán prehistórico se construyeron cerca de la ciudad de Zabol . ^[15] Los qanats y ab anbars persas se han utilizado para el suministro de agua y refrigeración .

Se descubrió que la pirámide de Sahure , del año  2400 a. C. , y el complejo de templos adyacente a Abusir tenían una red de tuberías de drenaje de cobre. ^[19]

Algunas de las primeras evidencias de pozos de agua se encuentran en China. Los chinos neolíticos descubrieron e hicieron un uso extensivo de las aguas subterráneas perforadas profundamente para beber. ^{[ cita requerida ]} El texto chino El libro de los cambios , originalmente un texto de adivinación de la dinastía Zhou occidental (1046-771 a. C.), contiene una entrada que describe cómo los antiguos chinos mantenían sus pozos y protegían sus fuentes de agua. ^[20] La evidencia arqueológica y los antiguos documentos chinos revelan que los chinos prehistóricos y antiguos tenían la aptitud y las habilidades para cavar pozos de agua profundos para beber agua ya hace 6000 a 7000 años. ^{[ cita requerida ]} Se cree que un pozo excavado en el sitio de excavación de Hemedu se construyó durante la era neolítica. ^[21] 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 se construyeron sesenta pozos de tejas adicionales al suroeste de Beijing alrededor del 600 a. C. para beber y riego. ^{[21] [22]} También se sabe que la plomería se ha utilizado en el este de Asia desde las dinastías Qin y Han de China. ^[23]

La civilización del valle del Indo en Asia muestra evidencia temprana de suministro público de agua y saneamiento. El sistema que desarrolló y administró el Indo incluía una serie de características avanzadas. Un ejemplo excepcional es la ciudad de Lothal (c. 2350-1810 a. C.) ^[24] En Lothal, la casa del gobernante tenía su propia plataforma de baño privada y letrina, que estaba conectada a un desagüe abierto de la calle que descargaba en el muelle de la ciudad. Varias de las otras casas de la acrópolis tenían plataformas de baño de ladrillo bruñido, que drenaban en una alcantarilla de ladrillo cubierta, unida con un mortero a base de yeso, que corría hacia un pozo de absorción fuera de las murallas de la ciudad, mientras que la ciudad baja ofrecía jarras de absorción (grandes urnas enterradas, con un agujero en el fondo para permitir que los líquidos drenen), estas últimas se vaciaban y limpiaban regularmente. ^[25] El agua se suministraba desde dos pozos en la ciudad, uno en la acrópolis y el otro en el borde del muelle.

Las áreas urbanas de la civilización del valle del Indo incluían baños públicos y privados. ^[26] Las aguas residuales se eliminaban a través de desagües subterráneos construidos con ladrillos colocados con precisión, y se estableció un sofisticado sistema de gestión del agua con numerosos depósitos. En los sistemas de drenaje, los desagües de las casas estaban conectados a desagües públicos más amplios. Muchos de los edificios de Mohenjo-Daro tenían dos o más pisos. El agua del techo y de los baños de los pisos superiores se transportaba a través de tuberías de terracota cerradas o conductos abiertos que desembocaban en los desagües de la calle. ^[27]

Las primeras evidencias de saneamiento urbano se observaron en Harappa , Mohenjo-Daro y la recientemente descubierta Rakhigarhi de la civilización del valle del Indo. Este plan urbano incluía los primeros sistemas de saneamiento urbano del mundo. Dentro de la ciudad, las casas individuales o grupos de casas obtenían agua de pozos . Desde una habitación que parece haber sido reservada para el baño, las aguas residuales se dirigían a desagües cubiertos, que bordeaban las calles principales. ^{[ cita requerida ]}

Se utilizaron dispositivos como los shadoofs para elevar el agua hasta el nivel del suelo. Las ruinas de la civilización del valle del Indo, como Mohenjo-Daro en Pakistán y Dholavira en Gujarat , 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 en las calles.

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

La antigua civilización griega de Creta , conocida como la civilización minoica , construyó tuberías de arcilla subterráneas avanzadas para el saneamiento y el suministro de agua. ^[28] Su capital, Cnosos , tenía un sistema de agua bien organizado para traer agua limpia, sacar las aguas residuales y los canales de alcantarillado pluvial para el desbordamiento cuando había fuertes lluvias. La gente construyó inodoros con cisterna en la antigua Creta, como en el antiguo Egipto y antes de ellos en lugares de la civilización del Indo, y las instalaciones en Creta posiblemente tenían una primera instalación de descarga para verter agua, que data del siglo XVI a. C. ^[28] Estas instalaciones de saneamiento minoicas estaban conectadas a alcantarillas de piedra que se limpiaban regularmente con la lluvia, que fluía a través del sistema de recolección. ^[28] 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. ^[29] El inventor griego Heron usó tuberías presurizadas para combatir incendios en la ciudad de Alejandría . ^[30]

En los palacios de Creta, Grecia, se utilizó por primera vez un sistema de sifón invertido, junto con tubos de arcilla recubiertos de vidrio. Después de unos 3000 años, todavía sigue funcionando. ^{[ cita requerida ]}

En la antigua Roma, la Cloaca Máxima , considerada una maravilla de la ingeniería, desembocaba en el Tíber . Sobre la Cloaca Máxima se construían letrinas públicas. ^[31]

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

El Imperio Romano tenía cañerías interiores , es decir, un sistema de acueductos y tuberías que terminaban en las casas y en pozos y fuentes públicas para uso de la gente. Roma y otras naciones usaban cañerías de plomo ; si bien se pensaba comúnmente que era la causa del envenenamiento por plomo en el Imperio Romano, la combinación del agua corriente que no permanecía en contacto con la cañería por mucho tiempo y la deposición de sarro de precipitación en realidad mitigaban el riesgo de las cañerías de plomo. ^{[32] [33]}

Las ciudades y guarniciones romanas del Reino Unido entre el 46 a. C. y el 400 d. C. tenían redes de alcantarillado complejas, a veces construidas con troncos de olmo ahuecados , que tenían una forma que los unía con la tubería de aguas abajo, proporcionando un encaje para la tubería de aguas arriba. ^{[ cita requerida ]}

En Nepal, la construcción de conductos de agua, como fuentes de agua potable y pozos, se considera un acto piadoso. ^{[34] [35]}

El sistema de abastecimiento de agua potable comenzó a desarrollarse al menos en el año 550 d. C. ^[36] Este sistema dhunge dhara o hiti consiste en fuentes de piedra tallada por las que fluye agua ininterrumpidamente desde fuentes subterráneas. Estas están respaldadas por numerosos estanques y canales que forman una elaborada red de cuerpos de agua, creados como un 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 los sistemas modernos de agua por tuberías, a partir de finales del siglo XIX, este antiguo sistema ha caído en desuso y algunas partes del mismo se han perdido para siempre. ^{[34] [35]} Sin embargo, muchas personas de Nepal todavía dependen de los antiguos hitis a diario. ^[37]

En 2008, los dhunge dharas del valle de Katmandú produjeron 2,95 millones de litros de agua por día. ^[38]

De los 389 caños de piedra encontrados en el valle de Katmandú en 2010, 233 todavía estaban en uso y abastecían a aproximadamente el 10% de la población de Katmandú; 68 se habían secado, 45 se habían perdido por completo y 43 estaban conectados al suministro de agua municipal en lugar de a su fuente original. ^[37]

El Islam enfatiza la importancia de la limpieza y la higiene personal. ^[39] La jurisprudencia islámica sobre higiene , que data del siglo VII, tiene una serie de reglas elaboradas. La taharah (pureza ritual) implica realizar el wudu (ablución) para las cinco salah (oraciones) diarias, así como realizar regularmente el ghusl (baño), lo que llevó a que se construyeran casas de baños en todo el mundo islámico . ^{[40] [41]} La higiene del baño islámico también requiere lavarse con agua después de usar el baño, para la pureza y para minimizar los gérmenes. ^[42]

En el califato abasí (siglos VIII-XIII), su capital, Bagdad (Irak), tenía 65.000 baños, junto con un sistema de alcantarillado. ^[43] 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 establecimientos de baño en varias ciudades fueron calificados por escritores árabes en guías de viaje . Las ciudades islámicas medievales como Bagdad, Córdoba ( España islámica ), Fez (Marruecos) y Fustat (Egipto) también tenían sofisticados sistemas de eliminación de desechos y alcantarillado . ^{[44] La ciudad de Fustat también tenía edificios} de viviendas de varios pisos (con hasta seis pisos) con inodoros con cisterna , que estaban conectados a un sistema de suministro de agua, y conductos en cada piso que transportaban los desechos a canales subterráneos. ^[45]

Al-Karaji (c. 953–1029) escribió un libro, La extracción de aguas ocultas , en el que presentó ideas innovadoras y descripciones de percepciones hidrológicas e hidrogeológicas como los componentes del ciclo hidrológico, la calidad de las aguas subterráneas y los factores que impulsan el flujo de las aguas subterráneas. También dio una descripción temprana de un proceso de filtración de agua . ^[46]

A medida que la Edad de Oro islámica se desvanecía y en épocas posteriores, tanto los eruditos árabes como los europeos criticaron el estado de los canales, calles y vías fluviales en ciertas zonas urbanas de Egipto. El médico egipcio Ali ibn Ridwan escribió en el siglo XI que "la gente de al-Fustat tiene la costumbre de arrojar todo lo que muere en sus casas  ... a las calles y callejones donde se descompone, y su corrupción se mezcla con el aire  ... Las alcantarillas de sus letrinas también desembocan en el Nilo. Cuando se corta el flujo de agua, la gente bebe esta corrupción mezclada con el agua". ^[47] El cónsul francés del siglo XVIII en Egipto, De Pauw, culpó al abandono de las prácticas de embalsamamiento de los antiguos egipcios y a la falta de idoneidad de las prácticas funerarias modernas para el delta del Nilo de que la zona se convirtiera en "un foco de peste". ^[48] Algunos comentarios coloniales de este tipo parecían informados por las actitudes que sustentaban a los poderes gobernantes. Por ejemplo, el médico británico J. W. Simpson escribió en 1883 que "los habitantes de Damietta [Egipto] tienen poco respeto por el agua, contaminando el Nilo y sus canales  ... Los árabes no distinguen el barro del agua limpia"; los historiadores Schultz, Hipwood y Lee, escribiendo en 2023, concluyen que el tenor del informe de Simspson "refuerza la visión colonial británica de los egipcios como inferiores a los colonizadores europeos". ^[49]

En la Kilwa posclásica , la plomería era común en las casas de piedra de los nativos. ^{[50] [51]} El Palacio Husani Kubwa, así como otros edificios para la élite gobernante y los ricos, incluían el lujo de la plomería interior. ^[51]

En el Imperio Ashanti , los inodoros estaban ubicados en edificios de dos pisos y se llenaban con galones de agua hirviendo.

El cristianismo pone énfasis en la higiene . ^[52] A pesar de la denuncia del estilo de baño mixto de las piscinas romanas por parte del clero cristiano primitivo , así como la costumbre pagana de las mujeres bañarse desnudas frente a los hombres, esto no impidió que la Iglesia instara a sus seguidores a ir a los baños públicos para bañarse, ^[52] lo que contribuía a la higiene y la buena salud según los Padres de la Iglesia , Clemente de Alejandría y Tertuliano . ^{[53] [54]} La Iglesia construyó instalaciones de baño públicas separadas para ambos sexos cerca de monasterios y lugares de peregrinación; además, los papas situaron baños dentro de las basílicas y monasterios de las iglesias desde principios de la Edad Media. ^[53] El papa Gregorio Magno instó a sus seguidores a valorar el baño como una necesidad corporal. ^[54]

Contrariamente a la creencia popular, el baño y el saneamiento no se perdieron en Europa con el colapso del Imperio Romano . ^{[55] [56]} Los baños públicos eran comunes en las ciudades y pueblos más grandes de la cristiandad medieval , como Constantinopla , París , Ratisbona , Roma y Nápoles . ^{[57] [58]} Y se construyeron grandes baños en centros bizantinos como Constantinopla y Antioquía . ^{[59] [60]}

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 estaban muy extendidos en 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 mataron a decenas de millones de personas. ^[61] En Europa prevaleció una mortalidad infantil muy alta durante la época medieval , debido en parte a las deficiencias en el saneamiento. ^[62]

En las ciudades europeas medievales, los pequeños canales naturales que se utilizaban para evacuar las aguas residuales acabaron cubriéndose y funcionaban como alcantarillas. El río Fleet de Londres es uno de esos sistemas. En el centro de algunas calles discurrían desagües abiertos o canaletas para el desagüe de las aguas residuales. Se los conocía como "canales" (es decir, canales), y en París se los conocía a veces como "calles divididas", ya que las aguas residuales que discurrían por el medio dividían físicamente las calles en dos mitades. El primer alcantarillado cerrado construido en París fue diseñado por Hugues Aubird en 1370 en la Rue Montmartre (calle Montmartre), y tenía 300 metros de largo. El propósito original de diseñar y construir un alcantarillado cerrado en París no era tanto la gestión de residuos como contener el hedor procedente de las malolientes aguas residuales. ^[63] 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 eliminación de aguas sucias. A lo largo del siglo XIV y XV se construyó el sistema de alcantarillado, que todavía está operativo hoy en día, con pequeños cambios y reparaciones realizadas en los últimos siglos. ^[64] Se utilizaron baldes , letrinas y pozos negros para recoger los desechos humanos. 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 ]} dependiendo en cambio de 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 eventualmente se drenaban como escorrentía hacia la cuenca hidrográfica local. ^{[ cita requerida ]}

En el siglo XVI, Sir John Harington inventó un inodoro con cisterna como dispositivo para la reina Isabel I (su madrina) que liberaba desechos en pozos negros . ^[65]

Tras la adopción de la pólvora , las letrinas municipales se convirtieron en una fuente importante de materia prima para la fabricación de salitre en los países europeos. ^[66]

En Londres, el contenido de los retretes de la ciudad se recogía todas las noches en carros especiales y se entregaba a los yacimientos de nitrito, donde se depositaba en lechos de tierra especialmente diseñados para producir tierra rica en nitratos minerales. La tierra rica en nitratos se procesaba luego para producir salitre, o nitrato de potasio , un ingrediente importante de la pólvora negra que desempeñaba un papel en la fabricación de la pólvora. ^[67]

Los mayas del Clásico en Palenque tenían acueductos subterráneos y sanitarios con cisterna ; los mayas del Clásico incluso usaban filtros de agua domésticos usando piedra caliza abundante localmente tallada en un cilindro poroso, hecho para funcionar de una manera sorprendentemente similar a los filtros de agua de cerámica modernos . ^{[68] [14]}

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

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 se utilizaron aguas residuales para la producción de cultivos beneficiosos (es decir, se utilizaron aguas residuales para la eliminación y el uso agrícola). ^{[69] [70]} En los siglos siguientes (siglos XVI y XVIII), en muchos países y ciudades de Europa de rápido crecimiento (por ejemplo, Alemania, Francia) y los Estados Unidos, las "granjas de aguas residuales" se consideraron cada vez más como una solución para la eliminación de grandes volúmenes de aguas residuales, algunas de las cuales todavía están en funcionamiento en la actualidad. ^[71] El riego con aguas residuales y otros efluentes de aguas residuales tiene una larga historia también en China e India; ^[72] mientras que también se estableció una gran "granja de aguas residuales" en Melbourne, Australia, en 1897. ^[73]

Hasta la época de la Ilustración , se habían logrado pocos avances en materia de abastecimiento de agua y saneamiento. Fue en el siglo XVIII cuando el rápido crecimiento de la población impulsó un auge en el establecimiento de redes privadas de abastecimiento de agua en Londres . ^[74] La infraestructura de abastecimiento de agua de Londres se desarrolló a lo largo de muchos siglos, desde los conductos medievales tempranos, pasando por las importantes plantas de tratamiento del siglo XIX construidas en respuesta a las amenazas del cólera , hasta los modernos embalses a gran escala. El primer grifo de agua de rosca fue patentado en 1845 por Guest and Chrimes, una fundición de latón en Rotherham . ^[75]

El primer uso documentado de filtros de arena para purificar el suministro de agua data de 1804, cuando el propietario de una fábrica de blanqueadores en Paisley, Escocia , John Gibb, instaló un filtro experimental y vendió su excedente no deseado al público. El primer suministro público de agua tratada del mundo fue instalado por el ingeniero James Simpson para la Chelsea Waterworks Company en Londres en 1829. ^[76] La práctica del tratamiento del agua pronto se convirtió en algo común, y las virtudes del sistema se hicieron claramente evidentes después de que las investigaciones del médico John Snow durante el brote de cólera de Broad Street en 1854 demostraran el papel del suministro de agua en la propagación de la epidemia de cólera. ^[77]

Un avance significativo fue la construcción de una red de alcantarillado para recoger las aguas residuales. En algunas ciudades, como Roma , Estambul ( Constantinopla ) y Fustat , los antiguos sistemas de alcantarillado conectados en red siguen funcionando hoy en día 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 redirigido hacia modernas instalaciones de tratamiento de aguas residuales.

Antes de que se inventaran las alcantarillas modernas, los pozos negros que recogían los desechos humanos eran el sistema de saneamiento más utilizado. En la antigua Mesopotamia , los pozos verticales llevaban los desechos a pozos negros. Existían sistemas similares en la civilización del valle del Indo en el actual Pakistán y en la antigua Creta y Grecia . En la Edad Media, los desechos se recogían en pozos negros que eran vaciados periódicamente por trabajadores conocidos como "rastrilladores" que a menudo los vendían como fertilizante a los agricultores fuera de la ciudad.

Los descubrimientos arqueológicos han demostrado que algunos de los primeros sistemas de alcantarillado se desarrollaron en el tercer milenio a. C. en las antiguas ciudades de Harappa y Mohenjo-Daro, en el actual Pakistán . Las alcantarillas primitivas estaban excavadas en el suelo junto a los edificios. Este descubrimiento revela la comprensión conceptual de la eliminación de residuos por parte de las civilizaciones primitivas. ^[78]

El tremendo crecimiento de las ciudades en Europa y América del Norte durante la Revolución Industrial condujo rápidamente al hacinamiento, que actuó como una fuente constante de brotes de enfermedades. ^{[79] : 4–8} A medida que las ciudades crecieron en el siglo XIX, surgieron preocupaciones sobre la salud pública . ^{[80] : 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 por gravedad para ayudar a controlar los brotes de enfermedades como la fiebre tifoidea y el cólera . ^{[81] : 29–34} 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 agua y los elimina, eliminó la necesidad de pozos negros .

Los sistemas de alcantarillado modernos se construyeron por primera vez a mediados del siglo XIX como reacción a la exacerbación de las condiciones sanitarias provocadas por la fuerte industrialización y urbanización . Baldwin Latham, un ingeniero civil británico, contribuyó a la racionalización de los sistemas de alcantarillado y drenaje de las casas y fue un pionero en ingeniería sanitaria. Desarrolló el concepto de tubería de alcantarillado ovalada para facilitar el drenaje de las alcantarillas y evitar la deposición de lodos y las inundaciones. ^[82] Debido al suministro de agua contaminada, se produjeron brotes de cólera en 1832, 1849 y 1855 en Londres , que mataron a decenas de miles de personas. Esto, combinado con el Gran Hedor de 1858, cuando el olor de los desechos humanos sin tratar en el río Támesis se volvió abrumador, y el informe sobre la reforma del saneamiento del Comisionado Real Edwin Chadwick , ^[83] llevó a la Comisión Metropolitana de Alcantarillados a nombrar a Joseph Bazalgette para construir un vasto sistema de alcantarillado subterráneo para la eliminación segura de desechos. Contrariamente a las recomendaciones de Chadwick, el sistema de Bazalgette y otros construidos posteriormente en Europa continental no bombeaban las aguas residuales a tierras de cultivo para su uso como fertilizante; simplemente se conducían a una vía fluvial natural alejada de los centros de población y se bombeaban de nuevo al medio ambiente.

Incluso a fines del siglo XIX, los sistemas de alcantarillado 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, hubo esfuerzos para detener la contaminación del río Támesis en Londres . Comenzando con una ley aprobada ese año que prohibía el vertido de excrementos en el río. Antes de la Revolución Industrial, el río Támesis fue identificado como espeso y negro debido a las aguas residuales, e incluso se dijo que el río "huele a muerte". ^[84] Como Gran Bretaña fue el primer país en industrializarse, también fue el primero en experimentar las desastrosas consecuencias de la urbanización importante y fue el primero en construir un sistema de alcantarillado moderno para mitigar las condiciones insalubres resultantes. ^[85] A principios del siglo XIX, el río Támesis era efectivamente una alcantarilla abierta, lo que provocó frecuentes brotes de epidemias de cólera . Durante 1856 se habían hecho propuestas para modernizar el sistema de alcantarillado, pero fueron desatendidas debido a la 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. ^{[79] : 9}

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

Realizó un estudio minucioso y preciso de Liverpool y sus alrededores, que implicó aproximadamente 3000 observaciones geodésicas, y que dio como resultado la construcción de un mapa de contorno de la ciudad y sus alrededores, en una escala de una pulgada por 20 pies (6,1 m). A partir de este estudio elaborado, Newlands procedió a establecer un sistema integral de alcantarillas de salida y contributivas, y desagües principales y secundarios, con una extensión total de casi 300 millas (480 km). Los detalles de este sistema proyectado los 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 de alcantarillado nuevo. Entre 1856 y 1862, se añadieron otros 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 jubiló, se había más que duplicado.

Joseph Bazalgette , ingeniero civil e ingeniero jefe de la Junta Metropolitana de Obras , recibió la responsabilidad de realizar un trabajo similar en Londres . Diseñó un extenso sistema de alcantarillado subterráneo que desviaba los desechos hacia el estuario del Támesis , aguas abajo del principal centro de población. Se construyeron seis alcantarillas interceptoras principales, con un total de casi 160 km (100 millas) de longitud, algunas de las cuales incorporaban 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 Thames Embankment . El Embankment también permitió la construcción de nuevas carreteras, nuevos jardines públicos y la Circle Line del metro de Londres .

Las alcantarillas interceptoras, construidas entre 1859 y 1865, eran 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. ^[86] 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 . ^[87] 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 alimentan el alcantarillado del emisario norte , que alimentaba una importante planta de tratamiento en Beckton . Al sur del río, el alcantarillado del emisario sur se extendía hasta una instalación similar en Crossness . Con sólo modificaciones menores, el logro de ingeniería de Bazalgette sigue siendo la base para el diseño de alcantarillado hasta el día de hoy. ^[88]

En Merthyr Tydfil , una gran ciudad del sur de Gales , la mayoría de las casas vertían sus aguas residuales en pozos ciegos individuales que se desbordaban constantemente, provocando que las aceras se inundaran de aguas residuales. ^[89]

En 1802, Napoleón construyó el canal de Ourcq , que llevaba 70.000 metros cúbicos de agua al día a París, mientras que el río Sena recibía hasta 100.000 metros cúbicos (3.500.000 pies cúbicos) de aguas residuales al día. La epidemia de cólera de París de 1832 agudizó la conciencia pública sobre la necesidad de algún tipo de sistema de drenaje para tratar las aguas residuales y cloacales 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 limpiar 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 que se purificaran de forma natural. ^[63] Además, la falta de tratamiento de aguas residuales provocó que la contaminación de las aguas residuales parisinas se concentrara río abajo en la ciudad de Clichy, obligando efectivamente a los residentes a empacar y mudarse a otro lugar. ^[63]

Las alcantarillas parisinas del siglo XIX, con su bóveda de ladrillo, siguen siendo hoy en día una atracción turística.

El primer sistema de alcantarillado integral en una ciudad alemana se construyó en Hamburgo, Alemania , a mediados del siglo XIX. ^{[90] : 2  [80] : 43  [79] : 8}

En 1863, comenzaron los trabajos de construcción de un sistema de alcantarillado moderno para la ciudad de rápido crecimiento de Frankfurt am Main , 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. ^{[90] [80] : 43  [91]}

Los primeros sistemas de alcantarillado en los Estados Unidos se construyeron a finales de la década de 1850 en Chicago y Brooklyn . ^{[80] : 43}

En Estados Unidos, la primera planta de tratamiento de aguas residuales que utilizó precipitación química se construyó en Worcester, Massachusetts , en 1890. ^{[90] : 29}

Inicialmente, los sistemas de alcantarillado por gravedad descargaban las aguas residuales directamente a las aguas superficiales sin tratamiento. ^{[79] : 12} Más tarde, las ciudades intentaron tratar las aguas residuales antes de su 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 en los aumentos de la esperanza de vida experimentados en ese momento. ^[92]

Las primeras técnicas para el tratamiento de aguas residuales implicaban la aplicación de aguas residuales en tierras agrícolas. ^{[79] : 12} Uno de los primeros intentos de desviar las aguas residuales para su uso como fertilizante en la granja fue realizado por el propietario de la fábrica de algodón James Smith en la década de 1840. Experimentó con un sistema de distribución por tuberías propuesto inicialmente por James Vetch ^[93] que recogía las aguas residuales de su fábrica y las bombeaba a las granjas periféricas, y su éxito fue seguido con entusiasmo por Edwin Chadwick y apoyado por el químico orgánico Justus von Liebig .

La idea fue adoptada oficialmente por la Comisión de Salud de las Ciudades , y varios esquemas (conocidos como granjas de aguas residuales ) fueron probados por diferentes municipios durante los siguientes 50 años. Al principio, los sólidos más pesados ​​se canalizaban hacia zanjas al costado de la granja y se cubrían cuando estaban llenas, pero pronto se emplearon tanques de fondo plano como reservorios para las aguas residuales; la primera patente fue sacada por William Higgs en 1846 para "tanques o reservorios en los que se debe recolectar el contenido de las alcantarillas y desagües de ciudades, pueblos y aldeas y las materias sólidas animales o vegetales contenidas en ellos, solidificadas y secadas..." ^[94] Las mejoras en el diseño de los tanques incluyeron la introducción del tanque de flujo horizontal en la década de 1850 y el tanque de flujo radial en 1905. Estos tanques tenían que ser desfangados manualmente de forma periódica, hasta la introducción de desfangadores mecánicos automáticos a principios de la década de 1900. ^[95]

A medida que la contaminación de los cuerpos de agua se convirtió en una preocupación, las ciudades intentaron tratar las aguas residuales antes de su descarga. ^{[79] : 12–13} A fines del siglo XIX, algunas ciudades comenzaron a agregar sistemas de tratamiento químico y sedimentación a sus alcantarillas. ^{[90] : 28} En los Estados Unidos, la primera planta de tratamiento de aguas residuales que utilizó precipitación química se construyó en Worcester, Massachusetts en 1890. ^{[90] : 29} 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 en los aumentos de la expectativa de vida experimentados en ese momento. ^[92]

El olor se consideraba el gran problema en la eliminación de residuos y para solucionarlo, las aguas residuales podían drenarse a una laguna o "decantarse" y los sólidos decantados se eliminaban para eliminarlos por separado. Este proceso ahora se llama "tratamiento primario" y los sólidos decantados se llaman "lodos". A fines del siglo XIX, como el tratamiento primario aún dejaba problemas de olores, se descubrió que los malos olores podían prevenirse introduciendo oxígeno en las aguas residuales en descomposición. Este fue el comienzo de los tratamientos biológicos aeróbicos y anaeróbicos que son fundamentales para los procesos de aguas residuales.

El precursor del tanque séptico moderno fue el pozo negro en el que el agua se sellaba para evitar la contaminación y los desechos sólidos se licuaban lentamente debido a la acción anaeróbica; fue inventado por L. H. Mouras en Francia en la década de 1860. Donald Cameron, como agrimensor de la ciudad de Exeter, patentó una versión mejorada en 1895, a la que llamó "tanque séptico"; séptico tiene el significado de "bacteriano". Estos todavía se utilizan en todo el mundo, especialmente en áreas rurales no conectadas a sistemas de alcantarillado a gran escala. ^[96]

No fue hasta finales del siglo XIX cuando se hizo posible el tratamiento de las aguas residuales mediante la descomposición biológica de los componentes orgánicos mediante el uso de microorganismos y la eliminación de los contaminantes. El tratamiento de la tierra también se fue haciendo cada vez menos viable, a medida que las ciudades crecían y el volumen de aguas residuales producidas ya no podía ser absorbido por las tierras agrícolas de las afueras.

Edward Frankland realizó experimentos en la granja de aguas residuales de Croydon , Inglaterra, durante la década de 1870 y pudo demostrar que la filtración de aguas residuales a través de grava porosa producía un efluente nitrificado (el amoníaco se convertía en nitrato) y que el filtro permanecía sin obstrucciones durante largos períodos de tiempo. ^[97] Esto estableció la posibilidad, entonces revolucionaria, del tratamiento biológico de las aguas residuales utilizando un lecho de contacto para oxidar los desechos. Este concepto fue retomado por el químico jefe de la Junta Metropolitana de Obras de Londres , William Libdin, en 1887:

...con toda probabilidad, la verdadera forma de purificar las aguas residuales... será primero separar el lodo, y luego convertirlo en efluente neutro... retenerlo durante un período suficiente, durante el cual debe estar completamente aireado, y finalmente descargarlo al río en un estado purificado. Esto es, de hecho, lo que se pretende y se logra imperfectamente en una granja de aguas residuales. ^[98]

Entre 1885 y 1891 se construyeron filtros que funcionaban según este principio en todo el Reino Unido y la idea también se retomó en los EE. UU. en la Estación Experimental Lawrence en Massachusetts , donde se confirmó el trabajo de Frankland. En 1890, el LES desarrolló un " filtro de goteo " que ofrecía un rendimiento mucho más fiable. ^[99]

Los lechos de contacto fueron desarrollados en Salford , Lancashire y por científicos que trabajaban para el Ayuntamiento de Londres a principios de la década de 1890. Según Christopher Hamlin, esto fue parte de una revolución conceptual que reemplazó la filosofía que veía "la purificación de aguas residuales como la prevención de la descomposición por otra que intentaba facilitar el proceso biológico que destruye las aguas residuales de forma natural". ^[100]

Los lechos de contacto eran tanques que contenían una sustancia inerte, como piedras o pizarra, que maximizaban la superficie disponible para el crecimiento microbiano para descomponer las aguas residuales. Las aguas residuales se mantenían en el tanque hasta que se descomponían por completo y luego se filtraban hacia el suelo. Este método se generalizó rápidamente, especialmente en el Reino Unido, donde se utilizó en Leicester , Sheffield , Manchester y Leeds . El lecho bacteriano fue desarrollado simultáneamente por Joseph Corbett como ingeniero municipal en Salford y los experimentos en 1905 demostraron que su método era superior en el sentido de que se podían purificar mejores volúmenes de aguas residuales durante períodos de tiempo más prolongados que los que se podían lograr con el lecho de contacto. ^[101]

La Comisión Real de Eliminación de Aguas Residuales publicó su octavo informe en 1912, que estableció lo que se convirtió en el estándar internacional para la descarga de aguas residuales en los ríos: el "estándar 20:30", que permitía "2 partes por cien mil" de demanda bioquímica de oxígeno y "3 partes por cien mil" de sólidos suspendidos. ^[102]

La mayoría de las ciudades del mundo occidental añadieron sistemas más eficaces para el tratamiento de aguas residuales a principios del siglo XX, después de que los científicos de la Universidad de Manchester descubrieran el proceso de tratamiento de aguas residuales con lodos activados en 1912. ^[103]

El proceso de lodos activados fue descubierto en 1913 en el Reino Unido por dos ingenieros, Edward Ardern y WT Lockett, ^[104] que estaban realizando investigaciones para el Departamento de Ríos de la Corporación de Manchester en Davyhulme Sewage Works . En 1912, Gilbert Fowler , un científico de la Universidad de Manchester , observó experimentos que se llevaban a cabo en la Estación Experimental Lawrence en Massachusetts que involucraban la aireación de aguas residuales en una botella que había sido recubierta con algas. Los colegas ingenieros de Fowler, Ardern y Lockett, ^[104] experimentaron en el tratamiento de aguas residuales en un reactor de extracción y llenado , que produjo un efluente altamente tratado. Airearon las aguas residuales de forma continua durante aproximadamente un mes y pudieron lograr una nitrificación completa del material de muestra. Creyendo que el lodo se había activado (de manera similar al carbón activado ), el proceso se denominó lodo activado . No fue hasta mucho después que se comprendió que lo que en realidad había ocurrido era una forma de concentrar organismos biológicos, disociando el tiempo de retención de líquidos (idealmente, bajo, para un sistema de tratamiento compacto) del tiempo de retención de sólidos (idealmente, bastante alto, para un efluente bajo en DBO5 _y amoníaco).

Sus resultados se publicaron en su influyente artículo de 1914, y el primer sistema de flujo continuo a gran escala se instaló en Worcester dos años después. Tras la Primera Guerra Mundial , el nuevo método de tratamiento se extendió rápidamente, especialmente en los EE. UU., Dinamarca , Alemania y Canadá . A finales de la década de 1930, el tratamiento con lodos activados se convirtió en un proceso de tratamiento biológico de aguas residuales muy conocido en aquellos países donde los sistemas de alcantarillado y las plantas de tratamiento de aguas residuales eran comunes. ^[105]

Con el inicio de la Revolución Industrial y los avances relacionados en la tecnología, el inodoro con descarga comenzó a surgir en su forma moderna a fines del siglo XVIII ( ver Desarrollo del inodoro con descarga moderno ). En las áreas urbanas, los inodoros generalmente están conectados a un sistema de alcantarillado sanitario municipal , mientras que en las áreas más rurales generalmente están conectados a una instalación de alcantarillado en el lugar (sistema séptico). ^{[106] [107]} Cuando esto no es factible o deseado, los inodoros secos son una opción alternativa.

Un ambicioso proyecto de ingeniería para traer agua dulce desde Hertfordshire a Londres fue llevado a cabo por Hugh Myddleton , quien supervisó la construcción del New River entre 1609 y 1613. La New River Company se convirtió en una de las compañías de agua privadas más grandes de la época, abasteciendo a la ciudad de Londres y otras áreas centrales. ^[108] El primer sistema cívico de agua entubada en Inglaterra se estableció en Derby en 1692, utilizando tuberías de madera, ^[109] lo cual fue común durante varios siglos. ^[110] Las obras hidráulicas de Derby incluían bombas impulsadas por ruedas hidráulicas para extraer agua del río Derwent y tanques de almacenamiento para su distribución. ^[111]

Fue en el siglo XVIII cuando el rápido crecimiento de la población impulsó un auge en el establecimiento de redes privadas de suministro de agua en Londres . La Chelsea Waterworks Company se estableció en 1723 "para abastecer mejor de agua a la City and Liberties of Westminster y las partes adyacentes". ^{[112] [113]} La compañía creó estanques extensos en el área que limita con Chelsea y Pimlico utilizando agua del Támesis . Se establecieron otras plantas de abastecimiento de agua en Londres, incluidas la de West Ham en 1743, la de Lea Bridge antes de 1767, la Lambeth Waterworks Company en 1785, la West Middlesex Waterworks Company en 1806 ^[114] y la Grand Junction Waterworks Company en 1811. ^[74]

La tubería en forma de S fue inventada por Alexander Cummings en 1775, pero se la conoció como tubería en forma de U luego de 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 and Chrimes, una fundición de latón en Rotherham . ^[115]

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

El primer uso documentado de filtros de arena para purificar el suministro de agua data de 1804, cuando el propietario de una blanqueadora en Paisley, Escocia , John Gibb, instaló un filtro experimental, vendiendo su excedente no deseado al público. ^{[116] [117]} Este método fue refinado en las dos décadas siguientes por ingenieros que trabajaban para compañías de agua privadas, y culminó en el primer suministro público de agua tratada del mundo, instalado por el ingeniero James Simpson para la Chelsea Waterworks Company en Londres en 1829. ^{[76] [118]} Esta instalación proporcionó agua filtrada a todos los residentes de la zona, y el diseño de la red fue ampliamente copiado en todo el Reino Unido en las décadas siguientes.

La Ley del Agua Metropolitana introdujo la regulación de las compañías de suministro de agua en Londres , incluyendo estándares mínimos de calidad del agua por primera vez. La Ley "estableció disposiciones para asegurar el suministro a la Metrópolis de agua pura y saludable", y requirió que toda el agua fuera "efectivamente filtrada" a partir del 31 de diciembre de 1855. ^[119] Esto fue seguido por una legislación para la inspección obligatoria de la calidad del agua, incluyendo análisis químicos exhaustivos, en 1858. Esta legislación sentó un precedente mundial para intervenciones estatales de salud pública similares en toda Europa . ^[120] La Comisión Metropolitana de Alcantarillados se formó al mismo tiempo, la filtración de agua se adoptó en todo el país y se establecieron nuevas tomas de agua en el Támesis por encima de la esclusa de Teddington . Los filtros de presión automáticos, donde el agua es forzada bajo presión a través del sistema de filtración, fueron innovados en 1899 en Inglaterra. ^[116]

En lo que puede haber sido uno de los primeros intentos de utilizar cloro, William Soper utilizó cal clorada para tratar las aguas residuales producidas por 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 dejarla "libre de gérmenes". Otros dos investigadores confirmaron los hallazgos de Traube y publicaron sus artículos en 1895. ^[121] 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 , en Kent , Inglaterra , fue la primera en tener todo su suministro de agua tratado con cloro. ^[122]

La cloración permanente del agua comenzó en 1905, cuando un filtro lento de arena defectuoso y un suministro de agua contaminada provocaron una grave epidemia de fiebre tifoidea en Lincoln, Inglaterra . ^[123] El Dr. Alexander Cruickshank Houston utilizó la cloración del agua para detener la epidemia. Su instalación alimentó el agua que se estaba tratando con una solución concentrada de cloruro de cal. La cloración del suministro de agua ayudó a detener la epidemia y, como precaución, la cloración continuó hasta 1911, cuando se instituyó un nuevo suministro de agua. ^[124]

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 como suministro para la ciudad de Jersey, Nueva Jersey . ^[125] La cloración se lograba mediante adiciones controladas 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. ^[126] Durante los siguientes años, la desinfección con cloro utilizando cloruro de cal se instaló rápidamente en los sistemas de agua potable de todo el mundo. ^[127]

La técnica de purificación del agua potable mediante el uso de gas cloro licuado comprimido fue desarrollada por un oficial británico del Servicio Médico Indio , Vincent B. Nesfield, en 1903. Según su propio relato, "se me ocurrió que el gas cloro podría resultar satisfactorio... si se pudieran encontrar medios adecuados para utilizarlo... La siguiente cuestión importante era cómo hacer que el gas fuera portátil. Esto se podía lograr de dos maneras: licuándolo y almacenándolo en recipientes de hierro revestidos de plomo, que tuvieran un chorro con un canal capilar muy fino y provistos de un grifo o una tapa de rosca. Se abre el grifo y se coloca el cilindro en la cantidad de agua necesaria. El cloro burbujea y en diez a quince minutos el agua es absolutamente segura. Este método sería de utilidad a gran escala, como para los carros de agua de servicio". ^[128]

El mayor del ejército estadounidense Carl Rogers Darnall , profesor de química en la Escuela de Medicina del Ejército , realizó la primera demostración práctica de este método en 1910. Poco después, el mayor William JL Lyster, del Departamento Médico del Ejército , utilizó una solución de hipoclorito de calcio en una bolsa de lino para tratar el 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 de la conocida bolsa Lyster (también escrita bolsa Lister). Este trabajo se convirtió en la base de los sistemas actuales de purificación de agua municipal. ^{[ cita requerida ]}

La fluoración del agua es una práctica que consiste en añadir flúor al agua potable con el fin de reducir la caries dental .

El arquitecto de estos primeros estudios sobre el flúor fue el Dr. H. Trendley Dean, director de la Unidad de Higiene Dental del Instituto Nacional de Salud (NIH). Dean comenzó a investigar la epidemiología de la fluorosis en 1931. A finales de la década de 1930, él y su equipo habían hecho un descubrimiento fundamental: los niveles de flúor de hasta 1,0 ppm en el agua potable no causaban fluorosis del esmalte en la mayoría de las personas, y solo una fluorosis leve en un pequeño porcentaje de personas. Este hallazgo hizo que los pensamientos de Dean tomaran una nueva dirección. Recordó que, tras leer los estudios de McKay y Black sobre la fluorosis, el esmalte dental moteado es inusualmente resistente a la caries. Dean se preguntó si añadir flúor al agua potable en niveles seguros desde el punto de vista físico y cosmético ayudaría a combatir la caries dental. Dean les dijo a sus colegas que esta hipótesis tendría que ser puesta a prueba. En 1944, Dean vio cumplido su deseo. Ese año, la Comisión Municipal de Grand Rapids, Michigan, después de numerosas discusiones con investigadores del PHS, el Departamento de Salud de Michigan y otras organizaciones de salud pública, votó para agregar flúor a su suministro público de agua al año siguiente. En 1945, Grand Rapids se convirtió en la primera ciudad del mundo en fluorar su agua potable. El estudio de fluoración del agua de Grand Rapids fue patrocinado originalmente por el Cirujano General de los Estados Unidos, pero fue asumido por el NIDR poco después de la creación del instituto en 1948. ^[129]

El Objetivo de Desarrollo Sostenible 6, formulado en 2015, incluye metas sobre el acceso al suministro de agua y al saneamiento a nivel global. En los países en desarrollo , el autoabastecimiento de agua y saneamiento se utiliza como un enfoque de mejoras incrementales en los servicios de agua y saneamiento, que son financiados principalmente por el usuario. Los sistemas descentralizados de aguas residuales también están cobrando importancia para lograr un saneamiento sostenible . ^[130]

El historiador griego Tucídides ( c.  460 – c.  400 a. C.) fue la primera persona en escribir, en su relato de la plaga de Atenas , que las enfermedades podían propagarse de una persona infectada a otras.

La Ley Mosaica, dentro de los primeros cinco libros de la Biblia hebrea, contiene las primeras reflexiones registradas sobre el contagio en la propagación de enfermedades. En concreto, presenta instrucciones sobre la cuarentena y el lavado en relación con la lepra y las enfermedades venéreas.

Una teoría sobre la propagación de enfermedades contagiosas que no se propagaban por contacto directo era que se propagaban por "semillas" similares a esporas ( en latín : semina ) que estaban presentes en el aire y se dispersaban por él. En su poema De rerum natura (Sobre la naturaleza de las cosas, c. 56 a. C.), el poeta romano Lucrecio ( c.  99 a. C. – c.  55 a. C.) afirmó que el mundo contenía varias "semillas", algunas de las cuales podían enfermar a una persona si se inhalaban o ingerían.

El estadista romano Marco Terencio Varrón (116-27 a. C.) escribió en su Rerum rusticarum libri III (Tres libros sobre agricultura, 36 a. C.): "También se deben tomar precauciones en las proximidades de los pantanos... porque allí se crían ciertas criaturas diminutas que no se pueden ver a simple vista, que flotan en el aire y entran en el cuerpo a través de la boca y la nariz y allí causan enfermedades graves".

El médico griego Galeno (129 d. C. - c.  200/216 d. C.) especuló en su obra Sobre las causas iniciales ( c.  175 d. C.) que algunos pacientes podrían tener "semillas de fiebre". En su obra Sobre los diferentes tipos de fiebre ( c.  175 d. C.), Galeno especuló que las plagas se propagaban por "ciertas semillas de plaga", que estaban presentes en el aire. Y en su obra Epidemias ( c.  176-178 d. C.), Galeno explicó que los pacientes podían recaer durante la recuperación de la fiebre porque alguna "semilla de la enfermedad" acechaba en sus cuerpos, lo que causaría una recurrencia de la enfermedad si los pacientes no seguían el régimen terapéutico de un médico.

El erudito del fiqh Ibn al-Haj al-Abdari (c. 1250-1336), mientras analizaba la dieta y la higiene islámicas , dio consejos y advertencias sobre las impurezas que contaminan el agua, los alimentos y las prendas de vestir, y que podrían propagarse a través del suministro de agua. ^[131]

Mucho antes de que los estudios hubieran establecido la teoría de los gérmenes que provocan enfermedades , o cualquier comprensión avanzada de la naturaleza del agua como vehículo de transmisión de enfermedades, las creencias tradicionales habían advertido contra el consumo de agua, favoreciendo en su lugar 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 (en 1928): "La razón por la que bebíamos tanto té era debido a la mala calidad del agua. El agua sola, sin hervir, nunca se bebe. Existe la superstición de que causa ampollas en los pies". ^[132]

Una de las primeras comprensiones de las enfermedades transmitidas por el agua en Europa surgió durante el siglo XIX, cuando la Revolución Industrial se apoderó de Europa. ^{[133] [134]} 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 malo causa la propagación de enfermedades. ^{[133] [134]} 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. ^[133]

Los fundadores de la microscopía , Antonie van Leeuwenhoek y Robert Hooke , utilizaron el microscopio recién inventado para observar por primera vez pequeñas partículas materiales suspendidas en el agua, sentando las bases para la futura comprensión de los patógenos transmitidos por el agua y las enfermedades transmitidas por el agua . ^[135]

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 como resultado que Gran Bretaña desempeñara un papel importante en el desarrollo de la salud pública. ^[136] 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. ^[136] La teoría del miasma es la teoría de que ciertas enfermedades y dolencias son producto de "malos aires". ^[137] Las investigaciones del médico John Snow en el Reino Unido durante el brote de cólera de Broad Street de 1854 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 predominante del miasma. 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 Soho , ^[138] con el uso de un mapa de distribución de puntos y pruebas estadísticas 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, morían de cólera en tasas mucho más altas que las que obtenían agua de 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 del saneamiento en Gran Bretaña. ^[136] Aunque Chadwick hizo 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 podían transmitirse a través del agua potable. ^[136]

La gente descubrió que purificar y filtrar el agua mejoraba su calidad y limitaba los casos de enfermedades transmitidas por el agua. ^[136] En la ciudad alemana de Altona, este hallazgo se ilustró por primera vez utilizando un sistema de filtrado de arena para su suministro de agua . ^[136] Una ciudad cercana que no utilizaba ningún sistema de filtrado para su agua sufrió el brote, mientras que Altona no se vio afectada por la enfermedad, lo que proporcionó evidencia de que la calidad del agua tenía algo que ver con las enfermedades. ^[136] Después de este descubrimiento, Gran Bretaña y el resto de Europa tomaron en cuenta la posibilidad de filtrar su agua potable, así como de clorarla para combatir enfermedades transmitidas por el agua como el cólera. ^[136]

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• Antiguas técnicas de conservación del agua
  • Abastecimiento de agua y saneamiento en la civilización del valle del Indo-Saraswati
  • Historia de los pozos escalonados en Gujarat
  • Saneamiento en la antigua Roma
  • Fuentes de agua tradicionales de la antigüedad persa
• Listado de abastecimiento de agua y saneamiento por país
• Historia de los filtros de agua

• Edwin Chadwick (1889), La situación actual y general de la ciencia sanitaria: un discurso, en respuesta al memorial presentado en la cena del festival, el 2 de marzo de 1889 (1.ª ed.), Londres: Edwin Chadwick , Wikidata  Q20980589
• Juuti, Petri S., Tapio S. Katko y Heikki S. Vuorinen. Historia ambiental del agua: visiones globales sobre el suministro de agua y el saneamiento comunitarios (IWA Publishing, 2007)
• Teresi, Dick; et al. (2002). Descubrimientos perdidos: las antiguas raíces de la ciencia moderna, desde los babilonios hasta los mayas. Nueva York: Simon & Schuster. pág. 352. ISBN 978-0-684-83718-5.