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¿Qué factores influyen en la eficiencia de la desinfección del agua?

  • ¿Qué factores influyen eficiencia desinfección agua?

Sobre el blog

Luis de Anda Valades
- Ingeniero civil UANL - Profesional del sector agua potable | Operación del sistema de distribución para COMAPA Nuevo Laredo | Everything do it with passion! | Tamaulipas, México

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En el desarrollo de las operaciones unitarias requeridas para la consumación y éxito del proceso de potabilización existen factores que pueden degradar la eficiencia del mismo, sobre todo en el de la desinfección, el cual es la antesala a la distribución del vital líquido a las redes domiciliarias. De la misma manera, desinfectar el agua coadyuvará precisamente en la salud pública.  El objetivo es eliminar del agua las bacterias, protozoarios, virus y tremátodos,  los cuales provocan enfermedades como la diarrea, cólera, disentería, fiebre tifoidea, entre otras. Por estas causas, anualmente mueren más de 500,000 personas en el mundo. Ya sea un desinfectante físico como el calor o rayos ultravioletas, o químicos, como el cloro, bromo, yodo, plata ionizada y el ozono, debemos como profesionales del agua, buscar e investigar las reacciones y repercusiones de cada uno de ellos con nuestro proceso de potabilización. Actualmente nosotros trabajamos con el protocolo de clarificación convencional, utilizando el cloro gas como agente desinfectante. 

Teniendo como punto de partida esta información, debemos centrarnos en encontrar los factores que influyen en la desinfección del agua. ¿Los procesos físicos y químicos que aplicamos en el agua son importantes para que modifiquen los resultados de las muestras tomadas en la salida de nuestras plantas y en las tomas domiciliarias? ¿De qué manera impacta la aplicación de un coagulante para tener éxito en la desinfección? ¿El proceso de filtración involucra alguna acción para la demostración de resultados? 

En algún punto estas preguntas se reducen a un sí, ya que son procesos preparatorios para la desinfección, pues cumplen dos objetivos:

  • Disminuyen la carga bacteriana del agua. 
  • Hacen mas eficientes los métodos de desinfección. 

1.0 Efectos que influyen en la desinfección. 

Deben considerarse que los microorganismos son partículas coloidales y que como tales quedan sometidos a los mismos procesos de remoción que afectan otros coloides. Es de esperarse que al progresar el aglutinamiento de las partículas, tanto las bacterias como los virus, queden incorporados dentro del floc y sedimenten con el mismo. Durante el proceso de filtración su eliminación se debe probablemente más a los mecanismos de difusión que a los gravitacionales.

Remoción producida por la coagulación-floculación-sedimentación. 

Estos son altamente efectivos para la remoción de las bacterias. Es directamente proporcional a la remoción de turbidez, y que se puede lograr hasta un 99.7 % de remoción cuando obtenemos una eficiencia muy alta en este proceso. Es decir, si logramos enviar agua con un muy bajo NTU de los clarificadores al proceso de filtración, obtendremos mejores resultados. Aquí los manejos operativos son de suma importancia, todo se involucra. Las dosis correctas de coagulantes como sulfato de aluminio y polímero, la purga de lodos de las unidades y la concentración de los mismos cuando contamos con floculación mecánica. Hemos detectado problemas cuando nuestras unidades salen con 8 u 9 de NTU hacía los filtros, debido a una baja o nula concentración de lodos, lo que provoca una menor eficiencia en la filtración y el aumento de consumo de gas cloro. 

Remoción producida por la filtración

Estudios han detectado que si la filtración va precedida de coagulación, aun cuando se use arena fina y bajas velocidades de filtración, se remueve sólo una pequeña proporción de los virus presentes en el agua (menos del 20%). En cambio cuando se dosifica sulfato de aluminio en el afluente del filtro. Se obtienen remociones de hasta 98%. Es por esto conveniente agregar siempre algún coagulante al agua, inclusive en los casos en que debido a la baja turbiedad se hace filtración directa sin sedimentación previa. A mayor irrupción de turbidez mayor penetración del virus. En un estudio realizado por Robeck, Clarke y Dostal (1962) se nota que cuando la turbiedad del filtrado aumento de 0.1 ntu a 2 ntu el paso del virus subió de 0 a 12 %. 

Relación concentración-tiempo

La eficiencia de la desinfección depende también de la relación entre el tiempo de contacto y la cantidad de desinfectante dosificado. Una alta concentración necesitará menos tiempo para matar el 100% de los organismos que una concentración débil. En el ámbito operativo esto también tiene relevancia. Hemos detectado que al hacer el lavado de los filtros el cloro se concentra en mayor proporción, detectando puntos específicos con un rango mayor de cloro residual, de hasta 3.5 mg/l. Al hacer este lavado se consume el agua y el cloro se concentra en la caja de almacenamiento. Por ejemplo, habrá una diferencia de concentración si en un litro de agua dosificamos 2ppm a que en 100 ml agreguemos las mismas 2 ppm. Para contrarrestar este efecto, hemos reducido en un 50% la dosificación de cloro cuando hacemos esta maniobra operativa, que repercute mas en la temporada de invierno, ya que el cloro se evapora en menor proporción.  

pH

Las bacterias son altamente susceptibles al pH como a la temperatura. Los potenciales muy altos o muy bajos le son fatales. Los virus a un pH menor a 4 y mayor a 10 sobreviven solamente horas. El pH óptimo de los microorganismos está alrededor de 7. En igual forma, la actividad de los desinfectantes químicos depende del pH del agua. Generalmente cada desinfectante presenta un rango de pH en el cual tiene su máxima efectividad, lo cual constituye su característica.  A partir de este punto, la eficiencia decrece para una misma dosis, un mismo tiempo de contacto y una misma temperatura. 

Las condiciones que debe tener un desinfectante ideal para poder ser usado en las plantas de tratamiento son principalmente: 

  • Debe ser capaz de destruir los organismos causantes de enfermedades. 
  • Debe realizar esta labor a la temperatura del lugar y en un tiempo adecuado. 
  • No debe hacer el agua tóxica peligrosa para la salud o de sabor desagradable. 
  • Debe ser de fácil obtención, sencillo manejo y bajo costo. 

Los profesionales asociados al rubro de agua potable deben estar preparados y con la visión de poner en marcha mejoras en los sistemas de desinfección, conociendo las características de cada uno y su relación con el tipo de proceso de potabilización. 

Fuentes:

  • Teoría y purificación del agua. Jorge Arboleda.
  • Operación de Plantas de Agua en Nuevo Laredo, Tamaulipas.