El agua es el más importante de todos los compuestos conocidos en la naturaleza,constituyendo el 71 % del planeta Tierra y el 75 % del cuerpo humano.

El abastecimiento de agua a una población o a un centro de procesamiento industrial se puede realizar a partir de dos fuentes de características bien diferenciadas:

• Aguas superficiales: son las referentes a lagos, ríos, embalses, etc. Están expuestas al medio ambiente y por tal causa son más susceptibles de contaminación. Por este motivo es necesario un tratamiento exhaustivo antes de ser aptas para consumo humano. Éste suele realizarse por parte de las instituciones encargadas de la explotación de los recursos hídricos o por entes privados en caso de una instalación industrial.

• Aguas subterráneas: provenientes de pozos y manantiales. Son fuentes de más difícil explotación, al no hallarse tan accesibles como las aguas superficiales. Su origen es el agua superficial que por infiltración natural a través de diferentes capas terrestres pasa al acuífero. Este sistema de filtración natural permite la clarificación parcial del agua. No obstante, para considerarse potable, esta agua debereunir ciertas características físicas, químicas y microbiológicas especificadas según la Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela N° 36.395 y fecha 13 de Febrero de 1998, de título “Normas sanitarias de calidad del agua potable”, la cual, en su artículo 6, establece que el valor residual de cloro permitido debe estar entre 0,3 y 0,5 ppm  en cualquier punto de la red de distribución. Además, a largo plazo los acuíferos también se pueden contaminar y por ello,siempre es necesario un tratamiento de esta agua para su adecuada potabilización.

Las fuentes de contaminación del agua pueden ser naturales (lluvia, materia vegetal en descomposición, erosión del suelo, etc.) o antropogénicas (actividad ganadera, subproductos de actividad industrial, aguas residuales, etc.). Ambas fuentes dan lugar a un agua que no cumple con los requisitos necesarios para asegurar su potabilidad.

El agua apta para el consumo humano debe ser clarificada y desinfectada. La desinfección del agua significa la extracción, desactivación o eliminación de los microorganismos patógenos que existen en el agua. La destrucción y/o desactivación de los microorganismos supone el final de la reproducción y crecimiento de organismos patógenos, principalmente bacterias, virus, protozoos y helmintos. Si estos microorganismos no son eliminados, el agua no es potable y es susceptible de causar enfermedades.

La bacterias presentes en aguas contaminadas pueden ser de muchos tipos, sin embargo, para determinar su potabilidad, el grupo de microorganismos utilizados como parámetros indicadores son los coliformes, incluidos los totales y fecales. Estos últimos son indicadores de contaminación fecal, por lo tanto, podrían sugerir la presencia de bacterias patógenas tales como Salmonella y Shigella, entre otras. La presencia de coliformes fecales en el agua implica problemas en la fuente de extracción y es necesario su desinfección previa o eliminación de la fuente o acuífero.

Los virus más conocidos que causan problemas en el agua son el de la Hepatitis A y el Norovirus causante de la gastroenteritis, los cuales pueden asociarse con contaminación fecal. La cloración, el ozonoo la radiación ultravioleta normalmente los inactiva.

La desinfección del agua se logra mediante desinfectantes químicos y/o físicos. Estos agentes también extraen contaminantes orgánicos del agua, que son nutrientes para los microorganismos.

Los tratamientos de desinfección pueden ser físicos (radiación gamma, rayos X, radiación ultravioleta, esterilización térmica, etc.) o químicos (metales  pesados, ácidos o bases, halógenos, ozono, permanganato, etc.), siendo estos últimos los más habituales. Entre los reactivos químicos, el cloro es el desinfectante más comúnmente usado debido a su alta efectividad y bajo costo.

Los desinfectantes químicos no solo deben matar a los microorganismos sino que deben, además, tener un efecto residual, lo cual significa que se mantienen como agentes activos en el agua después de la desinfección, para prevenir el crecimiento de los microorganismos en las tuberías provocando la recontaminación del agua.

RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

Desde 1901, la radiación ultravioleta ó UV, ha sido empleadacomo medio de desinfección.La línea de emisión de 254 nm que emite intensamente esta lámpara es letal para las bacterias y virus, ya queeste tipo de radiación daña irreversiblemente la estructura celular, al descomponer fotoquímicamente el ácidoribonucleico (RNA) y desoxirribonucleico (DNA).

La desinfección con rayos ultravioleta usa la energía asociada a esta luz como fuente de destrucción dentro de una cámara de acero inoxidable, montada de manera que, cuando pasa el flujo de agua a través de la cámara, los rayos ultravioleta son emitidos y su energía es absorbida por los microorganismos. Cuando la energía ultravioleta es absorbida por el mecanismo reproductor de las bacterias y virus, el material genético (ADN/ARN) es modificado de manera que no pueden reproducirse. Los microorganismos se consideran muertos y los riesgos de enfermedades son eliminados.

El método de desinfección con rayos ultravioleta es más efectivo cuando el agua ha sido totalmente clarificada, y solo el agua limpia pasa a través de la cámara de acero inoxidable donde se genera la energía ultravioleta. Por esta razón se utiliza primero un filtro de sedimentos para eliminar la turbidez del agua.

EL OZONO

El ozono, en forma similar a como ocurre con el cloro, destruye o inactiva las enzimas de losmicroorganismos y esa es la razón de su capacidad bactericida. También reacciona con substancias de carácterorgánico e inorgánico presentes en el agua, con lo cual mejora la calidad del agua tratada, ya que los

productos oxidados obtenidos generalmente no son objetables o al menos son menos indeseables que lassubstancias originales contenidas en el agua.

Las desventajas del uso del ozono son principalmente que éste no tiene efecto residual, y su graninestabilidad, que hacen necesario el producirlo en el mismo sitio de uso. Para esto se cuenta con equipos queproducen ozono en cantidades desde grs/hora hasta Kilogramos/hora.

Como desinfectante el ozono es más eficiente que el cloro y solo es necesario tener una concentración residual de ozono de 0.4 ppm para que se asegure la total desinfección del agua. Otra ventaja del ozono es que oxida máseficientemente que el cloro, elementos y componentes indeseables como: hierro,manganeso, color, ácido sulfhídrico, humus, etc.

La principal desventaja del ozono es su alto costo de inversión y servicio, así como lo complejo del equipo yde su operación. Continuamente se implementan sistemas de ozonización más baratos, sencillos y efectivos, yen la medida en que se tengan más bajos costos de inversión y mantenimiento y mejores resultadosoperativos, el uso del ozono como bactericida se verá cada vez más extendido.

EL CLORO Y SUS DERIVADOS

El uso del cloro como agente desinfectante empezó a principios del siglo XX y pasó a complementar el proceso de filtración que ya era ampliamente utilizado. Los productos de la familia del cloro más usados para realizar la desinfección del agua son: cloro gaseoso, hipoclorito de sodio e hipoclorito de calcio.

El cloro (Cl₂) es un gas tóxico, más denso que el aire, de color verde amarillento. Es un producto muy oxidante que reacciona con muchísimos compuestos. En presencia de humedad es extremadamente corrosivo y por ello las tuberías y los materiales en contacto con él han de ser de aleaciones especiales. El vapor de cloro es irritante por inhalación y puede causar heridas graves en caso de exposición a altas concentraciones. El manejo de cloro gaseoso lo debe realizar un personal entrenado para tal fin y son necesarios sistemas de control y de alarma muy efectivos. Por estos motivos, es preferible la utilización de hipocloritos en solución o en forma sólida.

El hipoclorito de sodio (NaClO) en solución es un desinfectante que se utiliza desde el siglo XVIII y que popularmente se conoce como lejía. A nivel industrial se obtiene por reacción del cloro gas con una solución de hidróxido de sodio. Tras la reacción, se obtienen soluciones acuosas de color amarillo verdoso, que tienen una concentración determinada de cloro activo por litro. Se comercializa en disoluciones de concentraciones entre 3 y 15% en peso. El hipoclorito de sodio es un oxidante muy potente e inestable, tanto, que una solución de 100 gramos de cloro activo por litro, después de ser almacenada durante 3 meses, puede contener 90 gramos o incluso menos.

El hipoclorito de calcio (Ca(ClO)₂) es un sólido blanco con contenido entre el 20 y el 70% de cloro activo. Es muy corrosivo y puede inflamarse al entrar en contacto con ciertos materiales ácidos. Sin embargo, presenta dos ventajas respecto al hipoclorito sódico: su mayor contenido de cloro y su mayor estabilidad. Para ser utilizado, se diluye con agua para obtener una solución de concentración más manejable, por ejemplo, 2%.