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EVOLUCION
DE LA CALIDAD DEL AGUA EN LA RED
El recurso o agua natural que puede pasar a ser un agua para
abastecimiento, puede contener determinados contaminantes químicos o biológicos, que tras el tratamiento correspondiente deben quedar reducidas hasta
obtener un agua segura desde el punto de vista sanitario y agradable para el
consumidor.
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En
la red de distribución, el agua aún habiendo sido tratada en la
estación de tratamiento, no puede considerarse como un agua inerte,
sino que está sometida a una serie de modificaciones, generalmente
organolépticas, que son fácilmente perceptibles por el consumidor,
como son olores y sabores desagradables, coloraciones diversas,
evoluciones y transformaciones que frecuentemente son originados por
microorganismos y por diferentes fenómenos físico-químicos.
Aunque
generalmente estos fenómenos no suelen afectar a la salud, dejan una
sensación desagradable en el consumidor
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La
degradación del agua en la red se suele originar, ya sea por la
calidad del agua que entra en ella, ya sea por la propia red o por
interacciones entre ambas.
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Podemos
considerar dos tipos de fenómenos en la degradación de la calidad
del agua en las redes:
- Fenómenos de origen físico - químico
- Fenómenos de origen biológico
FENOMENOS
DE ORIGEN FISICO - QUIMICO
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En
este apartado destacan los defectos propios del agua distribuida y los
defectos propios de la red.
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Entre
los defectos propios del agua, hay que señalar los fenómenos de
precipitación y los de refloculación, ambos originan la aparición
de agua coloreada y/o turbia (agua roja, debido a compuestos férricos;
negra, debido al dióxido de manganeso y depósitos orgánicos
fermentados; blanca, debido a precipitados de carbonato cálcico y flóculos
de aluminio; azul-verde, debido a compuestos de cobre y flóculos de
aluminio cargados de algas) etc.
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Algunas
precipitaciones o refloculaciones pueden ocasionar corrosiones bajo
estos precipitados y servir de refugio a rnicroorganismos que a su vez
consumen oxígeno, creandose zonas reductoras que aumentan la corrosión
y hacen aparecer sabores y olores desagradables y en determinados
casos, nitritos.
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En
cuanto a la formación de precipitados por aguas incrustantes, el fenómeno
suele estar regido por las condiciones de equilibrio calcocarbónico
del agua. Estas incrustaciones pueden tener diversos orígenes, tales
como:
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-Aguas de dureza media y alta que entran en la red y experimentan un
cambio de pH (por ejemplo a consecuencia de una desgasificación del
CO2 dentro de un depósito).
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- Cambios de temperatura en la red, sobre todo en las conducciones de
agua caliente.
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- Un mal ajuste en los tratamientos de descarbonatación con cal.
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Otra
sustancia frecuente en el agua de una red de abastecimiento es el
aluminio, bien disuelto o precipitado en forma de flóculos, siendo su
origen las sales de aluminio empleadas en el proceso de tratamiento
(coagulación). Cuando la precipitación se produce en la red, es
necesario revisar el proceso seguido en la estación de tratamiento, a
fin de evitar el paso de aluminio disuelto (revisión de la coagulación-floculación,
empleo de ayudantes de floculación, ajuste del pH).
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Otras
precipitaciones que pueden presentarse son la tloculaciones espontáneas
de macromoléculas orgánicas, como los ácidos húmicos o
coprecipitaciones como ocurre en el caso del carbonato de calcio y
magnesio, sulfato y fosfato de calcio, formación de silicoaluminatos,
partiendo de sílice y aluminio, y óxidos de diferentes metales.
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Entre
los defectos propios de la red, figura la introducción accidental de
agua polucionada en la red, a causa de diferentes intervenciones en
tuberías y depósitos, e interacciones entre el agua y los materiales
de las conducciones, así como interacciones entre el agua y el
biofilm del interior de las redes, que suelen desembocar en sabores
desagradables del agua.
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FENOMENOS
DE TIPO BIOLOGICO
La
degradación biológica en las redes es un hecho constatado, ya sea
por el metabolismo de diversos organismos, como por su propia
presencia.
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La
red puede considerarse como un reactor bioquímico, estrechamente
ligado a la estación de tratamiento, donde entra el alimento o
nutrientes y las especies vivas.
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Estas
especies vivas suelen ser algas microscópicas y bacterias no patógenas
(a veces incluso especies mayores, visibles a simple vista) que llegan
a formar un biofilm sobre las paredes y que está muy relacionado con
el contenido en materia orgánica del agua, especialmente la
constituida por carbono orgánico disuelto biodegradable, que sirve de
nutriente para estos microorganismos. Este biofilm, una vez formado,
es muy resistente al cloro residual incorporado en las estaciones de
tratamiento.
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Por
otra parte, estas algas y bacterias enriquecen el agua en polisacáridos,
que favorecen la biofloculación de diversas sustancias coloidales,
que pueden haber pasado al agua de la red, como son arcillas, hierro,
manganeso, aluminio, etc., causando posfloculaciones en la propia red.
A este efecto, se han constatado múltiples episodios de polución
organoléptica; describimos por ejemplo, uno muy característico,
ocurrido en la red de varios distritos de París en 1.982, donde
aparecía el agua con sabores a moho. Tras intensas investigaciones,
se concluyó que el agua que llegaba a la estación de tratamiento,
contenía 0,1 μg/l
de fenol, esto es, una quinta parte de la normativa en vigor, y la
cloración lo transformó en el 2,3,6 triclorofenol, con una
concentración inferior al umbral de detección analítica y organoléptica,
pero ésta mínima concentración, sirvió de precursor a una reacción
de biotransformación en la red, mediante levaduras que normalmente
están presentes en el biofilm, transformando el triclorofenol en el
2,3,6 tricloroanisol (derivado de un éter aromático ), el cual
comunicó el sabor a moho que es perceptible a concentraciones del
orden de 10-6 μg/l.
Es
un claro ejemplo de deterioro con aparición de sabores en un agua que
no los tenía a la salida de la estación de tratamiento.
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A pesar del tratamiento, generalmente, no se consigue la total eliminación
de los contaminantes, apareciendo entonces diversos problemas como olores,
sabores, formación de subproductos de la desinfección y formación en la red
de distribución del biofilm por colonización bacteriana, pero en todo caso el
agua tratada debe estar libre de organismos patógenos, parásitos y no poseer
olor ni sabor extraño, ni tampoco turbidez.
En todos los tratamientos de potabilización hay una fase fundamental y
común en el proceso de desinfección, cuya finalidad principal
es la inactivación de los microorganismos patógenos. A este respecto
hay que tener en cuenta que la proporción de una población microbiana dada,
decrece exponencialmente con el tiempo de contacto y con el desinfectante ( según
una reacción con una cinética de primer orden) siempre que exista un exceso de
desinfectante y la interacción entre el desinfectante y el microoganismo es
directa.
El grado de inactivación de un microorganismo se representa por el parámetro
T99, que expresa el tiempo en el que la población microbiana se
reduce al 99%, es decir la población microbiana ha quedado en el 1% de la
inicial. La desinfección se emplea con el propósito de destruir o inactivar a
los microorganismos patógenos, lo cual no supone una completa destrucción de
todos los organismos vivos (esterilización).
El grado de carga bacteriana resistente al tratamiento y que por tanto
pasa con el agua tratada a la red, es el responsable de la formación del
biofilm, junto con el aporte de nutrientes. Hay que considerar ya, que las redes
de distribución no son solo simples medios
de transporte del agua desde la planta a nuestros domicilios, no solamente
envejecen y provocan alteraciones por si mismas, sino la propia agua potable de
procedencia superficial contiene aproximadamente de 1 a 100 millones de células
bacterianas por cm3, de las que suelen ser viables entre el 1 y el
10%.
La mayor densidad de microorganismos dentro de la red está en la
superficie de las tuberías y no en el agua, formando lo que conocemos por
biofilm, en realidad, este biofilm es una mezcla de microorganismos que se
encuentran formando colonias, junto
con los propios productos de la corrosión y otras sustancias orgánicas e inorgánicas
precipitables, estos microorganismos suelen ser bacterias heterótrofas que se
multiplican gracias a la materia orgánica biodegradable presente en el agua.
Esquema del biofilm en una conducción (fuente http://www.legionella.info)
Ya se ha señalado anteriormente que las redes de distribución desde
hace bastante tiempo se han considerado como meros medios de transporte de las
aguas de la planta al domicilio de los consumidores, olvidando que las propias
redes envejecen provocando alteraciones en la calidad del agua. Las redes actúan
como reactores biológicos donde hay un crecimiento y muerte de los
microorganismos del biofilm.
De la materia orgánica en el agua de la red lo que interesa a efectos
del aporte nutritivo a los microorganismos es el carbono orgánico. El carbono
orgánico total (COT) que no suele sobrepasar los 10 mg/l contiene a su vez al carbono orgánico disuelto
(COD), que es la fracción mayoritaria. De este
carbón orgánico disuelto (COD)
hay otra facción que es biodegradable (CODB) por microorganismos. Este carbono
orgánico disuelto biodegradable es fundamental en el control y desarrollo,
microbiológico en el agua de la red. Otra facción muy importante del COD, más
dificilmente biodegradable y que puede
llegar al 80%,está formado por sustancias húmicas.
El
carbono orgánico biodegradable, presente en el agua de la red, es diverso, una
parte procede del agua de origen o agua bruta y por otro lado la ozonización e
incluso, en menor grado, la cloración pueden favorecer su presencia e incremento. Aún se puede
considerar otra fracción de carbono dentro del carbono orgánico disuelto
biodegradable, es el carbono orgánico asimilable (COA), que es aquella fracción
que puede convertirse en biomasa celular.
Los microorganismos del biofilm se ven menos afectados por el cloro
siendo por tanto los responsables principales de los recrecimientos
bacterianos en la red. El carbono orgánico biodegradable es el elemento
limitante principal para el crecimiento de los microorganismos heterótrofos.
Formación del biofilm
Procesos
biológicos en conducciones y depósitos : Página de AYMA, con breve reseñas
, en español e inglés.
Deteterioro
de la calidad del agua en el sistema de distribución :Serie de seis artículos de L.O'Conor y Jonh T.O'Conor publicados en la página de H2O'C,
firma de ingeniería especializada en el tratamiento del agua(Misouri, USA).
Estas publicaciones recogen temas como el papel de los microorganismos en
los sistemas de distribución, los procesos desarrollados en las redes y sus
deterioros.
Deterioro
del agua en la red de distribución :Pág , en inglés, de Waterinfocenter,
en la que se expone un estudio resumido sobre la aparición de coliformes en la
red, en función de la turbiedad , de la temperatura y del empleo de cloro o
cloraminas (como desinfectante secundario)
Sobre
el biofilm. Página de Microbiology 290/291, mostrando detalles del biofilm,
como se forma, se acompaña de algunas imágenes.
Caracterización
del efecto del cloro y cloraminas en la formación del biofilm en un sistema de
abastecimiento de agua potable piloto. Publicación de USEPA of Research and
Development.
La
degradación de la calidad del agua potable en las redes de distribución.( 1º
volumen). Página, en francés, del Ministerio de Agricultura y Pesca y del
Fonds National pour le Développement des Adductions d'Eau. En varios capítulos
en tres volumenes se recogen temas como: Factores que originan la degradación
de la calidad del agua en las redes. Procedimientos para limitar la
contaminación y degradación de la calidad. Análisis del riesgo en la
distribución del agua potable. 2º
volumen - volumen
3º.
Biofilm
y calidad biológica del agua potable en el sistema de distribución.
Extensa publicación (78 pag.), en francés, de la Universidad de Picardie -
Amiens. Recoge en varios capítulos, temas como : Las redes de distribución.
Biodiversidad de las redes distribución del agua potable. Factores que
controlan el recrecimiento bacteriano.
Riesgo
para la salud por el recrecimiento microbiano y biofilm en sistemas de
distribución de agua potable. Página de EPA.
Biofilm. publicación de
Edstrom Industries, INC.
Enfermedades propagadas por el agua. Patógenos emergentes. Publicado en
Agualatina.com.
Biofilm. Publicación ,
en inglés, de Edstrom Industries. INC, sobre el biofilm como clave para conocer
y controlar el crecimiento bacteriano en sistemas de agua potable.
Safe piped
water. Managing Microbial Water Quality in Piped Distribution Systems.
Published on behalf of the World Health Organization by IWA Publishing
Hollywood se resiste a beber agua del grifo.
Efectos del tratamiento en la viabilidad de los nutrientes. Publicación de
la EPA.
Control del
biofilm en los sistemas de distribución .
Publicado por Craig Mains, The
National Environmental Services Center at West Virginia University
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