Contenido Parcial Manual Operacion de Planta Agua Potable
El agua es un elemento indispensable para la vida y es necesario poner a disposición de los consumidores un abastecimiento satisfactorio, haciendo todo lo posible para obtener la mejor calidad que permitan las circunstancias. La primera línea de defensa es protegerla de la contaminación y para ello el mejor método es casi siempre la protección de la fuente antes que tratarla. Sin embargo, cuando se advierte la existencia de una situación potencialmente peligrosa debe tomarse en consideración el riesgo para la salud y medidas correctivas apropiadas.
En la medida de lo posible, las fuentes de agua se deben proteger de la contaminación por desechos de origen humano o animal, que pueden contener una multiplicidad de bacterias, virus y protozoarios patógenos así como de Helmintos parásitos. Si no se consigue proteger o tratar eficazmente el agua, se corre el riesgo de sufrir brotes epidémicos de afecciones intestinales y enfermedades infecciosas.
Los más expuestos a enfermedades transmitidas por el agua son los lactantes y niños pequeños, las personas debilitadas o que viven en condiciones antihigiénicas, los enfermos y ancianos.
El riesgo que representan para la salud las sustancias químicas tóxicas que se encuentran en el agua de bebida, es distinto del que originan los contaminantes microbiológicos. Son pocas las sustancias químicas presentes en el agua que pueden causar problemas de salud agudos y generalizados.
Se considera agua pura a aquella constituida por la unión de una molécula de oxígeno con dos de hidrógeno; ésta se obtiene sólo bajo condiciones especiales de laboratorio, en la naturaleza, por estar en contacto con el suelo y la atmósfera, el agua adquiere elementos o compuestos que desvirtúan su composición original, tanto desde el punto de vista físico-químico y microbiológico, requiriéndose en la mayoría de los casos de análisis específicos de laboratorio para comprobar su presencia y concentración.
La calidad del agua depende de su origen e historia. Las aguas naturales muestran, en general, las calidades más características de sus fuentes. Sin embargo, muchos factores producen variaciones en la calidad de las aguas obtenidas del mismo tipo de fuente. Estas variaciones provienen de la oportunidad que tiene el agua de absorber substancias en forma de solución o tenerlas en suspensión. Las condiciones climatológicas, geográficas y geológicas son factores importantes para determinar la calidad del agua.
Las aguas naturales forman parte de un ciclo continuo. La humedad que se evapora de los océanos y otras superficies de agua es precipitada a su vez en forma de lluvia, nieve y granizo. Parte de esta precipitación regresa a las superficies de agua y parte cae sobre la tierra. De esta última, una parte es empleada por la vegetación, algo se evapora, otra parte corre hacia los océanos por conducto de corrientes de agua y lagos y el resto penetra en la tierra. El almacenamiento de agua para suministro se realiza mediante la intercepción de corrientes de superficie o por la captación del agua que se ha infiltrado en la tierra.
Las condiciones hidrológicas relacionadas con la lluvia, con las corrientes de agua y con la infiltración, son factores de mucha importancia en la formación de depósitos de aguas de abastecimiento y en la purificación de esta agua. Las variaciones de estos factores afectan no sólo la cantidad de agua aprovechable, sino también su calidad.
1.2.2 Calidad del agua superficial
La calidad del agua tomada de una fuente de superficie depende del carácter y área de la cuenca, de su geología y topografía, de la extensión y naturaleza del desarrollo realizado por el hombre, de la época del año y de las condiciones del tiempo. La calidad del agua de las corrientes es generalmente más variable y menos satisfactoria que la de las lagunas y lagos. El agua de regiones calcáreas es más dura, pero menos corrosiva, que el agua de regiones graníticas. Las fuentes de superficie en zonas muy pobladas están afectadas por las aguas de alcantarilla y desperdicios industriales.
Los minerales solubles de las aguas proceden no sólo de los escurrimientos que absorben estas substancias en la superficie del suelo, sino también de la disolución en el agua subterránea de estos minerales durante la percolación a través de la tierra. Estos minerales solubles aumentan la alcalinidad y la dureza del agua según las proporciones relativas del agua subterránea y del agua de superficie y el carácter de la formación geológica.
Desde el punto de vista sanitario, la polución por el hombre o como resultado de sus actividades es la más significativa. En regiones poco pobladas, la polución humana es relativamente indirecta, incidental o accidental. En regiones pobladas, la polución por las aguas de cloaca y los desechos industriales es directa. Esta polución puede traer gérmenes de enfermedades contenidos en las excreciones humanas o substancias tóxicas de los desechos de las fábricas. El grado de deterioro de una corriente es aproximadamente proporcional a la densidad de la población en la zona de la corriente de agua.
Como resultado final, la polución “natural” y la provocada por el hombre producen el color, turbiedad, sabores y olores, dureza, bacterias y otros microorganismos en el agua. Corregir estos defectos es la función del tratamiento de agua antes de que las aguas de superficie se empleen para usos domésticos o industriales.
Hay causas naturales que también tienden a purificar las corrientes contaminadas. Estas causas son físicas, químicas y biológicas. La sedimentación quita el limo y otras materias en suspensión; la oxidación modifica los componentes orgánicos; la luz del Sol aclara el color, y las fuerzas biológicas destruyen los organismos patógenos. El grado de autopurificación obtenida depende de numerosos factores, entre ellos el tiempo, la temperatura y el carácter de la polución y aireación. Una capa de hielo retarda esos procesos naturales, puesto que aumentan con la aireación superficial, y está probado que los gérmenes patógenos, como los de la fiebre tifoidea, viven más tiempo en agua fría que en agua caliente. La descomposición de los depósitos de materias orgánicas en el fondo de las corrientes tiene también un efecto adverso sobre el color, el sabor y el contenido de hierro y dióxido de carbono.
Las condiciones climatológicas, geográficas e hidrográficas se encuentran entre los factores que afectan los caracteres físicos, químicos y biológicos de las corrientes de agua.
1.1 Características físicas, químicas y microbiológicas
Los parámetros mediante los cuales se cuantifica la calidad del agua, deben ser precisos, válidos y representativos. El agua potable no debe contener ningún microorganismo patógeno ni tampoco bacterias indicadoras de la contaminación fecal. El riesgo para la salud provocado por las sustancias químicas tóxicas que pueden existir en el agua potable, es distinto al que causan los contaminantes microbiológicos. Los problemas relacionados con los componentes químicos surgen fundamentalmente por la posibilidad de que esas sustancias, después de períodos prolongados de exposición, ocasionen problemas para la salud; tienen particular importancia las venenosas, acumulativas y las carcinógenas. Con el objeto de dar validez universal a los análisis de laboratorio utilizados para la determinación de las características físicas, químicas y microbiológicas, se han publicado textos que estandarizan los métodos de análisis del agua.
Se llaman físicas porque se pueden detectar con los sentidos (vista, olfato, etc.), y esto implica que tienen directa incidencia sobre las condiciones estéticas del agua.
Es la característica que hace aparecer el agua como sucia o barrosa. La turbiedad es causada por partículas suspendidas y coloidales que limitan el paso de la luz a través del agua. Estas partículas pueden ser minerales u orgánicas (limo, arcilla, compuestos de zinc, hierro, manganeso, etc.; materiales como aserrín, fibras orgánicas, microorganismos, etc.).
El origen de las partículas que causan turbiedad es muy variado. Puede deberse a la erosión ejercida por los ríos, a desechos domésticos e industriales que se descargan en las corrientes de agua, al crecimiento de microorganismos, etc. El grado de turbiedad dependerá de la concentración de partículas, de su tamaño, de la dispersión de las mismas y de las propiedades de absorción de luz que posea la suspensión.
· Importancia sanitaria
Es necesario que el agua que se distribuye para consumo no sólo sea óptima desde el punto de vista sanitario, sino también que sea estéticamente atractiva. Las partículas que enturbian el agua constituyen defensas para los microorganismos, ya que estos podrían estar envueltos por el material que constituye las partículas y que impedirá la acción de los agentes desinfectantes, especialmente el cloro.
· Medición de la turbiedad
Para medir la turbiedad se emplean equipos denominados turbidímetros, los resultados se expresan en UTN o NTU (Unidades Nefelométricas de Turbidez).
· Importancia de la turbiedad en el tratamiento del agua
En aguas superficiales, la turbiedad está constituida principalmente por arcillas y otras partículas minerales.
La turbiedad tiene muchos aspectos importantes y puede ser el factor que determine el método de tratamiento a seguir en la planta. Un agua de origen superficial (que generalmente es muy turbia) necesitará ser sometida a un proceso de pre sedimentación, luego a procesos de coagulación, floculación, sedimentación y filtración y posteriormente a desinfección.
El color que presentan las aguas puede tener origen mineral, tal como el que producen los compuestos de hierro y manganeso, o vegetal como los producidos por materia orgánica en suspensión, algas, semillas y protozoos. Puede deberse también a desechos industriales tales como substancias solubles procedentes de minas, refinerías, explosivos, industria del papel, productos químicos, etc.
En el agua debe distinguirse el color aparente del color verdadero. El color real o verdadero es el resultante de substancias en solución solamente. El color aparente o total es resultante de substancias tanto en suspensión como en solución.
· Importancia sanitaria
Al igual que la turbiedad, no existe correlación directa entre el color de un agua y su índice de contaminación, pero debe tenerse en cuenta que un agua altamente coloreada despertará sospechas en los consumidores.
· Medición del color
Se expresa en Unidades de Color (UC). Una unidad de color es la que se obtiene por 1 mg de platino (generalmente se usa el cloro-platinato de potasio Cl6PtK2) disuelto en un litro de agua.
Es importante recordar que el color del agua es directamente proporcional al valor del pH. También es importante reportar el valor del color y del pH a fin de poder hacer la comparación entre una y otra agua.
El límite de color aceptado para agua potable urbana según criterios recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 1984 es de 15 unidades de color.
Para determinar el color del agua se usan patrones o instrumentos con discos de colores permanentes.
Los olores y sabores desagradables que se presentan en algunas aguas se deben a una gran variedad de substancias, siendo las principales los organismos microscópicos vivos o la vegetación en estado de descomposición, incluyendo semillas, bacterias, hongos, actionemicetes y algas. También pude deberse a materia orgánica en estado de descomposición, desagües domésticos y a desechos industriales.
Las aguas con sabor y olor desagradables serán particularmente inapropiadas para fines de bebida, uso doméstico, preparación de bebidas embotelladas, industria lechera y para todo lo concerniente a procesamiento de alimentos. Constituyen solamente sabor los siguientes: salado, dulce, amargo, ácido y astringente.