El tratamiento de agua para consumo
humano
Las aguas provenientes de los ríos,
lagunas y lagos son las principales fuentes para abastecimiento de las
comunidades y están expuestas a la acción de diversos factores que afectan la
calidad del agua.
La contaminación fecal es uno de los
problemas más preocupantes de los países en vías de desarrollo, esto genera
problemas como las enfermedades gastrointestinales.
El agua para convertirla en potable,
necesita pasar por una serie de procesos denominados de potabilización y
obtener un agua de calidad, al comparar ciertos parámetros físicos, químicos y
bacteriológicos (TECSUP, 2005).
El agua es, como ya sabemos, una
sustancia necesaria y vital para los seres vivos ya que por un lado nos hidrata
y por otro constituye un aporte de sales minerales que regulan el buen
funcionamiento del organismo. Sin embargo, el agua también es, junto con el
aire, uno de los mayores vectores de transmisión de enfermedades y agentes
patógenos por lo cual es de suma importancia un control exhaustivo así como un
correcto y adecuado tratamiento de desinfección que elimine cualquier tipo de
riesgo asociado a la ingesta de agua (HIDROTEC,
2000).
Procesos
unitarios
Una operación unitaria es un proceso
químico, físico o biológico mediante el cual las sustancias objetables que
contiene el agua son removidas o transformadas en sustancias inocuas.
Las principales operaciones unitarias
empleadas en el tratamiento del agua (American
Water Work Associatic, 1999):
a. Transferencia
de sólidos
Se consideran en esta clasificación
los procesos de cribado, sedimentación, flotación y filtración.
·
Cribado o cernido
Consiste en hacer pasar el agua a
través de rejas o tamices, los cuales retienen los sólidos de tamaño mayor a la
separación de las barras, como ramas, palos y toda clase de residuos sólidos.
También está considerado en esta clasificación el micro cernido, que consiste
básicamente en triturar las algas reduciendo su tamaño para que puedan ser
removidas mediante sedimentación.
·
Sedimentación
Consiste en promover condiciones de
reposo en el agua, para remover, mediante la fuerza gravitacional, las
partículas en suspensión más densas. Este proceso se realiza en los
desarenadores, presedimentadores, sedimentadores y decantadores; en estos
últimos, con el auxilio de la coagulación.
·
Filtración
Consiste en hacer pasar el agua a
través de un medio poroso, normalmente de arena, en el cual actúan una serie de
mecanismos de remoción cuya eficiencia depende de las características de la
suspensión (agua más partículas) y del medio poroso.
Este proceso se utiliza como único
tratamiento cuando las aguas son muy claras o como proceso final de pulimento
en el caso de aguas turbias.
Los medios porosos utilizados además
de la arena que es el más común son la antracita, el granate, la magnetita, el
carbón activado, la cáscara de arroz, la cáscara de coco quemada y molida y
también el pelo de coco en el caso de los filtros rápidos. En los filtros
lentos lo más efectivo es usar exclusivamente arena; no es recomendable el uso
de materiales putrescibles.
b. Transferencia
de iones
La transferencia de iones se efectúa
mediante procesos de coagulación, precipitación química, absorción e
intercambio iónico.
·
Coagulación química
La coagulación química consiste en
adicionar al agua una sustancia que tiene propiedades coagulantes, la cual
transfiere sus iones a la sustancia que se desea remover, lo que neutraliza la
carga eléctrica de los coloides para favorecer la formación de flóculos de
mayor tamaño y peso.
Los coagulantes más efectivos son las
sales trivalentes de aluminio y fierro.
·
Las condiciones de pH y alcalinidad del agua influyen
en la eficiencia de la coagulación. Este proceso se utiliza principalmente para
remover la turbiedad y el color.
·
Precipitación química
La precipitación química consiste en
adicionar al agua una sustancia química soluble cuyos iones reaccionan con los
de la sustancia que se desea remover, formando un precipitado. Tal es el caso
de la remoción de hierro y de dureza carbonatada (ablandamiento), mediante la
adición de cal.
·
Intercambio iónico
Como su nombre lo indica, este proceso
consiste en un intercambio de iones entre la sustancia que desea remover y un
medio sólido a través del cual se hace pasar el flujo de agua. Este es el caso
del ablandamiento del agua mediante resinas, en el cual se realiza un
intercambio de iones de cal y magnesio por iones de sodio y potasio, al pasar
el agua a través de un medio poroso constituido por zeolitas de sodio. Cuando
la resina se satura de iones de calcio y magnesio, se regenera introduciéndola
en un recipiente con una solución saturada de sal.
·
Absorción
La absorción consiste en la remoción
de iones y moléculas presentes en la solución, concentrándolos en la superficie
de un medio adsorbente, mediante la acción de las fuerzas de interfaz. Este
proceso se aplica en la remoción de olores y sabores, mediante la aplicación de
carbón activado en polvo.
c. Transferencia
de gases
Consiste en cambiar la concentración
de un gas que se encuentra incorporado en el agua mediante procesos de aireación,
desinfección y recarbonatación.
·
Aireación
La aireación se efectúa mediante
caídas de agua en escaleras, cascadas, chorros y también aplicando el gas a la
masa de agua mediante aspersión o burbujeo.
Se usa en la remoción de hierro y
manganeso, así como también de anhídrido carbónico, ácido sulfhídrico y
sustancias volátiles, para controlar la corrosión y olores.
·
Desinfección
Consiste en la aplicación
principalmente de gas cloro y ozono al agua tratada.
·
Recarbonatación
Consiste en la aplicación de anhídrido
carbónico para bajar el pH del agua, normalmente después del ablandamiento.
d. Transferencia
molecular
En el proceso de purificación natural
del agua. Las bacterias saprofitas degradan la materia orgánica y transforman
sustancias complejas en material celular vivo o en sustancias más simples y estables,
incluidas los gases de descomposición.
También los organismos fotosintéticos
convierten sustancias inorgánicas simples en material celular, utilizando la
luz solar y el anhídrido carbónico producto de la actividad de las bacterias y,
a la vez, generan el oxígeno necesario para la supervivencia de los
microorganismos aeróbicos presentes en el agua.
Este tipo de transferencia se lleva a
cabo en la filtración, en la cual los mecanismos de remoción más eficientes se
deben a la actividad de los microorganismos.
e. Otros
procesos utilizados
Además de los procesos de
transferencia expuestos, también se utilizan en el tratamiento del agua para
consumo humano la estabilización de solutos, la desalinización y la fluorización.
·
Estabilización de solutos
La estabilización de solutos consiste
en transformar un soluto objetable en una forma inocua, sin llegar a su
remoción. Son ejemplos de este proceso la transformación del anhídrido
carbónico contenido en el agua en bicarbonato soluble mediante la adición de cal
o el pasar el agua a través de lechos de mármol. También se puede citar la
transformación de ácido sulfhídrico en sulfato.
·
Desalinización
Proceso mediante el cual se remueve el
exceso de cloruros en el agua, transformando las aguas salobres en dulces. Este
proceso se puede realizar mediante destilación, ósmosis inversa, etcétera.
·
Fluorización
Adición de fluoruros al agua para
evitar las caries dentales, principalmente en los niños menores de 5 años. (CEPIS, 1988).
