Patos al agua – Parte II: Potabilización del agua

En Patos al Agua Parte I, expliqué la importancia del recurso hídrico para el sostenimiento de todas las formas de vida y cómo los problemas de contaminación y cambio climático lo han impactado. En Patos al Agua Parte II explico lo que se requiere para la potabilización del agua, es decir, que sea apta para el consumo humano.

El agua es esencial para la vida y todas las personas deberían disponer de un suministro suficiente, seguro y accesible. Contar con agua segura para consumo humano beneficia la salud y promueve el desarrollo social y económico de las sociedades.

Agua potable y agua segura

El agua potable puede entenderse como aquella que cumple con las guías de la OMS o con la normatividad particular de una nación, en las cuales se especifican los parámetros físicos, químicos y microbiológicos y los límites máximos (o mínimos) permisibles que se deben cumplir para considerar el agua como potable.

Por otra parte, Hrudey et. al. (2006) usa el término “agua segura” para referirse al agua para consumo humano que no genera ninguna enfermedad. ¿Por qué hacer esa diferenciación entre los dos conceptos? La respuesta es un poco extensa para incluirla en esta publicación, para lo cual escribiremos otra entrada sobre el control y la vigilancia de la calidad del agua potable y el enfoque de gestión de riesgos para garantizar su seguridad.

Sin embargo, comento brevemente que esta diferenciación se hace principalmente porque el conocimiento científico sobre los contaminantes en las fuentes de agua y sus efectos sobre los ecosistemas y la salud humana a veces avanza más rápido que la actualización de las normas globales, regionales o nacionales de calidad de agua y, por lo tanto, las autoridades ambientales y las empresas de acueducto tardan también en implementar las medidas necesarias para reducir las amenazas en las aguas crudas y las vulnerabilidades de los sistemas de potabilización para producir agua segura, respectivamente.

Tratamiento del agua para que sea apta para el consumo humano

Dado que la mayoría de las aguas superficiales o subterráneas que utilizamos para el consumo humano no presentan una calidad tal que puedan ser consumidas directamente, es necesario realizar un tratamiento previo para retirar o disminuir la concentración de las sustancias que puedan afectar la salud humana y las actividades domésticas. Dependiendo del grado de contaminación de dichas fuentes de agua, se define el tipo de tratamiento requerido para producir agua potable.

En Colombia, la Resolución 2115 de 2007 reglamenta la calidad de agua para consumo humano. Así pues, la potabilización del agua incluye procesos químicos, físicos, biológicos o la mezcla de estos, según la calidad de agua de las fuentes en el punto de captación, a lo largo de las temporadas climáticas que se presenten en el sitio de interés.

La primera etapa en el tratamiento del agua es la captación, para lo cual se utilizan principalmente estructuras hidráulicas o bocatomas que permiten tomar, a gravedad o por bombeo, la cantidad de agua que se requiere para el tratamiento. En algunas zonas en las cuales el acceso a fuentes superficiales es limitado, ya sea por la cantidad o por su calidad disponibles, se opta por el agua subterránea, lo cual requiere la construcción de pozos profundos y un sistema de bombeo para extraerla. Para el caso de las bocatomas sobre fuentes superficiales, en estas se instalan rejillas para la retención de elementos sólidos grandes y desarenadores para la eliminación de arenas (pretratamiento).

Tratamiento convencional

De manera general se puede indicar que este tipo de tratamiento se utiliza cuando la fuente superficial presenta problemas de deforestación y contaminación por actividades humanas antes del punto de captación.

El tratamiento convencional incluye un proceso fisicoquímico para remover sólidos suspendidos y coloides (medidos en términos de turbiedad), usando productos químicos, conocidos como coagulantes que, a través de reacciones fisicoquímicas (coagulación-floculación), permiten que los sólidos suspendidos y el material coloidal se aglutinen y decanten para luego ser retirados del agua. Esto ocurre principalmente en reactores conocidos como sedimentadores o clarificadores.

Posteriormente, el agua es sometida al proceso de filtración para remover partículas más pequeñas que, por su tamaño o peso, no fueron removidas en la etapa previa. Esta etapa resulta crucial en un tren de tratamiento porque de su eficiencia depende la remoción de virus y protozoarios, como lo explicaremos en una próxima publicación.

El proceso continúa con la etapa de desinfección en la cual, a partir de la aplicación de cloro, ozono o luz ultravioleta, se inactivan bacterias patógenas. De acuerdo con la Resolución 2115 de 2007, se debe garantizar la ausencia de las bacterias Escherichia coli y coliformes totales y de los protozoarios Giardia y Cryptosporidium. En el caso colombiano, en la desinfección también se debe garantizar una concentración residual de cloro en el agua que va a ser distribuida a la población para proteger el agua de cualquier recontaminación bacteriana que pueda suceder en la red.

Posteriormente, se adiciona un producto químico para ajustar el pH del agua y así evitar la corrosión y formación de depósitos en las tuberías de la red de distribución. Finalmente, el agua potable es almacenada y distribuida a la población. En la Imagen 1 se presenta el esquema de un tratamiento convencional y en la Imagen 2 una vista de la planta de potabilización más grande de la ciudad de Cali: Puerto Mallarino.

Tratamientos complementarios

Como comenté antes, la calidad del agua de la fuente de abastecimiento determina en gran medida el tipo de tratamiento a implementar. Por esto, el tratamiento convencional es a menudo complementado con otros procesos orientados a eliminar sustancias particulares del agua cruda. Por ejemplo, el carbón activado se puede aplicar antes de la coagulación o después de la desinfección para remover sustancias orgánicas. La preoxidación con cloro o permanganato de potasio se usa para remover sustancias orgánicas más complejas que son difíciles de remover por coagulación-floculación o que pueden conducir a la formación de otros subproductos.

Filtración en múltiples etapas

Cuando se cuenta con fuentes superficiales con una mayor protección forestal y mínima contaminación por actividades humanas, se puede usar la Filtración en Múltiples Etapas (FiME). Esta consiste en la combinación de procesos de filtración gruesa en grava y filtros lentos de arena. La FiME puede estar conformada por dos o tres procesos de filtración, dependiendo del grado de contaminación de las fuentes de agua: Filtros Gruesos Dinámicos (FGDi), Filtros Gruesos Ascendentes en Capas (FGAC) y Filtros Lentos de Arena (FLA).

Los dos primeros procesos constituyen la etapa de pretratamiento, que permite reducir la concentración de sólidos suspendidos. La FLA es el producto de un conjunto de mecanismos de naturaleza biológica y física que interactúan de manera compleja para mejorar la calidad microbiológica del agua.

Posteriormente y al igual que en el tratamiento convencional, el agua debe pasar por el proceso de desinfección y estabilización del pH. En la Imagen 3 se presenta una vista de la planta FiME del corregimiento Mondomo del departamento del Cauca.

Mensaje final

De acuerdo a lo anterior, quiero que te quedes con dos mensajes principales:

1. Entre más limpias sean las fuentes de agua para abastecimiento humano, los procesos de potabilización van a ser más sencillos desde el punto de vista tecnológico, consumo de productos químicos, producción de lodos que deben ser tratados posteriormente y operación del sistema (lee aquí sobre la tecnología Filtración en Lecho de Río -FLR- y la reducción de riesgos).
2. Las plantas de potabilización se componen de un tren de tratamiento y, como tal, el rendimiento de una etapa depende de la eficiencia de los procesos previos y en sí mismo afectará lo que suceda en los pasos posteriores.

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Lina P. T., Carolina M. P.

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