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CONOZCA LOS PROBLEMAS DEL AGUA

1- La naturaleza del agua

2- Problemas típicos del agua

- Dureza
- Acidez (pH)
- Hierro
- Manganeso
- Anhídrido sulfuroso (SH2)
- Turbidez
- Sabores y Olores
- Contaminantes químicos orgánicos
- Total de sólidos disueltos (TDS)
- Nitratos
- Metales pesados
- Radionuclídeos

3- Síntomas y causas

4- Midiendo los "ingredientes" del agua

- Suciedad, Herrumbre, Sedimentos: Turbidez
- Suciedad, Herrumbre, Sedimentos: Micrómetro
- Color Objetable
- Olor Objetable
- Escala de pH

5- Estándares de calidad del agua potable

6- Filtración y sistemas de tratamiento del agua

- Filtración de partículas
- Adsorción (Carbón Activado)
- Inhibición de incrustación y corrosión (secuestro)
- Intercambio iónico (ablandador de agua)
- Oxidación
- Neutralización
- Desinfección
- Separación con membranas (Osmosis Inversa)
- Desmineralización (desionización)
- Destilación

7- Problemas del agua y sus soluciones

8- Seleccionando el producto adecuado

- Probando el agua
- Dimensionando un filtro o unidad de tratamiento
- Consideraciones de instalación

9- Certificación del tratamiento de agua


Referencias Bibliográficas

LAS RESPUESTAS

1. La naturaleza del agua

¿Por que el agua presenta tantas dificultades para aquellos que pretenden llevarla hasta las personas, sus hogares, locales de trabajo, escritorios, bares, restaurantes, hospitales y fábricas?
Debemos considerar la naturaleza del agua. Básicamente el agua tiene habilidad para disolver alguna porción de prácticamente cualquier cosa con que ella tiene contacto.
No interesa si el material es natural o artificial (hecho por el hombre), aparentemente el agua parece siempre capaz de disolverlo, y mantenerlo en solución. De hecho, el agua es llamada de "solvente universal". Si las substancias que el agua disuelve son buenas para las personas, y si ellas no dañan los sistemas de cañerías, o nuestras posesiones personales, entonces no habría necesidad de estudiar este asunto.

Lamentablemente, en tanto, las substancias que el agua disuelve pueden ser prejudiciales a la salud o mismo tóxicas. Esas substancias también pueden arruinar accesorios de cañería, utensilios y ropas.
Ellas pueden ser ofensivas a nuestros sentidos de paladar, olfato y en su apariencia estética.

El agua puede "acarrear con ella" partículas de sedimentos, polvo y herrumbre. Estas no están disueltas en el agua, pero son simplemente arrastradas por su corriente, o mantenidas en suspensión en el agua estancada. Ellas pueden causar daños de la misma manera.
Y finalmente, el agua presenta una otra característica problemática: el agua es un ambiente (o medio) ideal para el desenvolvimiento de todo tipo de bacterias y microorganismos. Cuando es permitido que estén fuera de control, esta condición puede causar serios problemas que pueden ir, desde una pequeña irritación intestinal, hasta serias enfermedades e incluso la muerte.

El agua condensa en la atmósfera y cae en la tierra con precipitación. Una vez en la superficie de la tierra, la mayor parte del agua vuelve para la atmósfera, donde ella condensa nuevamente y cae para la tierra en la forma de precipitación. En tanto, cerca de 30% de la precipitación no se evapora. Al contrario de eso, ella se infiltra en la tierra o corre formando arroyos, ríos, o lagos. Así como el agua se infiltra en la tierra o fluye en la superficie, ella disuelve minerales y otras substancias contenidas en la tierra. Bajo la superficie, el agua tiende a juntarse en las partes porosas del suelo formando los "acuíferos". Estos acuíferos son la fuente de nuestra agua de pozo.

Puntos a Considerar:
*El agua, así como ella es encontrada en la naturaleza, siempre podrá tener alguna substancia disuelta en ella.
*Ella siempre tiene el potencial de tener partículas en suspensión.
*Ella siempre tiene el potencial de ser el vehículo adecuado para organismos causadores de enfermedades.

Esto es verdadero para agua "fresca" de los arroyos de montaña, agua de pozo, y mismo para aguas tratadas de la red pública municipal.
Para conseguir "agua pura", o cualquier cosa próxima de ese objetivo, el agua deberá ser filtrada o tratada de alguna manera.

Como Resolver el Problema del Tratamiento del Agua:

Como se puede imaginar, el problema que tenemos que resolver, dependerá de lo que entró en contacto con el agua. Estas condiciones pueden variar mucho, y no solamente de una región del país para otra, pero también dentro de la misma localidad. El agua extraída de pozos en el mismo área, puede no ser exactamente el mismo. La calidad del agua de red municipal depende de la edad y condiciones de operación de los equipos. Y mismo que el agua sea considerada como "segura para beber" o "potable" para consumo humano, la calidad estética puede dejar mucho a desear.

Problemas en el Tratamiento del Agua:

Afortunadamente, nuestro conocimiento de la naturaleza del agua viene aumentando continuamente con el pasar del tiempo.
Los problemas de ocurrencia frecuente fueron profundamente estudiados. Nosotros conocemos los síntomas, la causa de los síntomas, y como resolver el propio problema. Algunas veces los síntomas son fácilmente detectables y de fácil solución. En otros casos, existen en el agua diversos problemas al mismo tiempo. En estos casos, la cosa se hace más complicada, y en general cuesta más corregirla.

2. Problemas típicos del Agua

2.1- Dureza (Calcio, Ca; Magnesio, Mg)

El termino dureza se refiere a la cantidad de calcio y magnesio disueltos en el agua. Estos minerales tienen su origen en las formaciones rocosas calcáreas, y pueden ser encontrados, en mayor o menor grado, en la mayoría de las aguas naturales. El calcio y magnesio causan dos principales problemas:

1. Cuando el agua es calentada, ellos precipitan fuera de la solución, y forman una costra dura, de apariencia rocosa. Esta costra acelera la corrosión, restringe el flujo, y reduce la transferencia de calor.

2. Cuando ellos se combinan con el jabón, reaccionan para formar un cuajo, que interfiere con el efecto de limpieza, seca la piel, y forma depósitos en cañerías y ropas.
La dureza es medida en partes por millón (equivalentes a mg/litro). Un comprimido de aspirina tiene 85 mg. No existen limites de aceptación establecidos de dureza del agua, pero comienza a ser considerada problemática cuando alcanza 50 mg/l.

Tentativa de clasificación del nivel de dureza

Agua blanda:  

0 hasta 17 mg/l

Agua levemente dura:

17 hasta 60 mg/l

Agua moderadamente dura:

60 hasta 120 mg/l

Agua dura:

120 hasta 180 mg/l

Agua muy dura:

más de 180 mg/l

Las aguas que naturalmente contienen poca dureza pueden también ser problemáticas debido a su corrosividad en algunas aplicaciones.
El único método práctico para remoción de la dureza arriba de 250 mg/l es a través de ablandadores de intercambio iónico.

2.2- Acidez (pH)

El agua que presenta exceso de acidez tiene la tendencia de ser agresiva con las cañerías y accesorios.
La acidez/alcalinidad relativa es medida en la escala de pH, que va de 0 hasta 14, donde 7 es neutro, valores de pH menores de 7 son progresivamente más ácidos, y valores de pH mayores de 7 son progresivamente más alcalinos o básicos. Los valores de pH no se refieren a acidez, pero preferiblemente a la relatividad acidez/alcalinidad de la muestra en particular.
Valores de pH aceptables para el agua van de 6,5 hasta 8,5.
La acidez no puede ser removida del agua, en tanto, ella puede ser neutralizada elevando el pH por medio de la alcalinidad. Esto puede ser hecho inyectando una solución fuertemente alcalina o pasando el agua a través de un lecho de material calcáreo procesado.

2.3- Hierro

La presencia de hierro es un problema de calidad del agua muy común, especialmente en aguas de pozos profundos. El agua conteniendo, mismo pequeña cantidad de hierro, puede parecer clara cuando extraída, pero podrá rápidamente tornarse roja, después de su exposición al aire. Este proceso es denominado oxidación, y envuelve la conversión de hierro disuelto (ferroso), que es altamente soluble, en hierro precipitado (férrico), que es muy insoluble.
La concentración de hierro es medida en ppm o mg/l.
La coloración en general se transforma en problema cuando la concentración es mayor que 0,3 ppm.
La remoción puede ser hecha por medio de intercambio iónico (ablandador) o por oxidación/filtración.

2.4- Manganeso

El manganeso es un metal similar al hierro que causa una coloración gris/negra. El puede causar coloración a concentraciones tan bajas como 0,05 ppm.
El manganeso puede ser removido de manera similar que el hierro, mismo que su oxidación sea más difícil, requiriendo un pH de por lo menos 8,5.

2.6- Anhídrido sulfuroso (SH2)

El anhídrido sulfuroso o sulfuro de hidrogeno es un gas que huele fuertemente a huevos podridos. El resulta de la degradación de la materia orgánica con azufre orgánico y de la presencia de ciertos tipos de bacterias. Mismo a muy bajas concentraciones, el es ofensivo y fuertemente corrosivo.
Debido a que está presente en la forma de gas, el no puede ser colectado en los frascos de muestreo para su análisis en laboratorio. Consecuentemente, su presencia tiene que ser informada en los relatórios que deben acompañar la muestra, cuando esta es enviada para determinar una recomendación de tratamiento del agua.
El puede ser removido por medio de una oxidación/filtración, aireación, o por una sanitización del pozo.

2.7- Turbidez


La turbidez es una medida de la presencia de partículas en suspensión en el agua, que puede variar desde grandes partículas que sedimentan rápidamente fuera de la solución (tales como arena), hasta sedimentos extremamente finos, que pueden permanecer en suspensión, mismo después de reposar durante horas.
El tratamiento depende del tamaño y característica de las partículas, que es medido en micrón, y de sus características físicas.

2.8- Sabores y Olores

La mayoría de los sabores y olores son causados por la presencia de material orgánico y cloro.
Una gran mayoría de ellos puede ser removida por el pasaje del agua por un lecho de carbón activado.

2.9- Contaminantes químicos orgánicos

La presencia de compuestos químicos tóxicos a varias concentraciones ha sido ampliamente documentada en muchas fuentes de suministro de agua. Su detección puede ser difícil, una vez que estos contaminantes en general no presentan ni gusto ni olor. El tratamiento depende del tipo del contaminante y de su concentración. Estos compuestos químicos pueden variar desde solventes industriales hasta pesticidas y herbicidas agrícolas. Uno de los más comunes es la familia de los Trihalometanos (THM) que son formados cuando el cloro del agua reacciona con el material orgánico natural.

2.10- Total de sólidos disueltos (TDS)

El TDS es la suma general de todas las sales minerales disueltas en el agua, y que si es mucho, puede resultar en gusto objetable (desagradable), hielo turbio, interferencia con el sabor de alimentos y bebidas y incrustaciones dejadas en los artefactos de la cocina.
De manera general, cuanto menor es el TDS, más aceptable es el agua potable. Un nivel de TDS mayor que 1000 ppm es inaceptable para agua potable.
El proceso de Osmosis Inversa (RO), demostró ser el método más práctico y económico para corregir problemas causados por el TDS elevado.

2.11- Nitratos

Los nitratos son compuestos químicos inorgánicos disueltos en algunas fuentes de suministro de agua, como resultado de las actividades hortícolas y agrícolas (fertilizantes, corrales, deyectos de animales y aguas de deyectos industriales). Los niveles de nitratos mayores que 45 mg/l (como NO3) o 10 mg/l como Nitrógeno, N) pueden ofrecer un serio riesgo a la salud de los niños (y también sospecho de producir cáncer gástrico).
El proceso de Osmosis Inversa (RO), demostró ser un método práctico y eficaz para reducir los nitratos a niveles de seguridad.

2.12- Metales Pesados (Plomo (Pb), Cadmio (Cd), Mercurio (Hg),

Arsénico (As), Selenio (Se), Cromo (Cr), etc.)
Los llamados metales pesados son elementos metálicos tóxicos, que entran en las fuentes de suministro de agua a partir de fuentes naturales o industriales, así como de los propios sistemas de distribución (cañerías, accesorios, etc.). Estos metales, y especialmente el plomo, pueden afectar seriamente el desenvolvimiento mental de los niños.
El proceso de Osmosis Inversa (RO) es reconocidamente el método más práctico para reducir el plomo a niveles insignificantes en el agua potable.

2.13- Radionuclídeos (Radio 226/228 (Ra))


El radio está presente en aguas subterráneas debido a la desintegración radioactiva del uranio en las formaciones geológicas. Existe riesgo para la salud si el nivel de radio excede 20 picocuries por litro (pCi/l).
Ablandadores de agua de intercambio catiónico, utilizando procesos apropiados de regeneración, pueden ser eficaces para reducir los niveles de radio.
El proceso de Osmosis Inversa (RO) es eficaz para reducir los niveles de radio en el agua potable.


3. Síntomas y causas

Problemas Visibles

Problema

Síntoma

Posible Contaminante

 

Rojo o Marrón

- Hierro

Ropas y accesorios teñidos

Negro

- Manganeso

 

Verde o Azul

- Cobre

Lodo rojizo-marrón

Bacteria del hierro

- Hierro

 

Nebulosa

- Turbidez

  Agua colorida

Negra

- Anhídrido sulfuroso
- Manganeso

 

Roja

- Hierro

 

 

Marrón o Amarilla

- Hierro - Compuestos de ácido húmico y tánico

 

Huevo podrido

- Anhídrido sulfuroso

 

Gusto y color no usuales

 

Metálico

- pH
- Índice de corrosión
- Hierro
- Zinc
- Cobre
- Plomo

 

 

Salado

- Total de sólidos disueltos (TDS)
- Cloruros

 

Séptico, mofo o terroso

- Total de bacterias coliformes

 

Similar al blanqueador

- Cloro

  Agua corrosiva

  Depósitos, cráteres

- Índice de corrosión
- pH
- Cobre
- Plomo




Síntoma Causa Tratamiento
Partículas visibles de suciedad, herrumbre, arena, arcilla, y agua no clara (turbidez): sedimentos en bebidas, canillas goteando, válvulas con pérdidas, agua turbia Presencia de arena, arcilla, silte, o sedimentos en el agua Filtración
Olor a huevos podridos Gas de sulfeto de hidrogeno (ácido sulfídrico) presente en el agua Oxidación
Adsorción
Formación de costras (manchas o recubrimientos blancos) sobre vidrios, válvulas, canillas, o calentadores; dificultad para enjabonar Presencia de calcio y magnesio disueltos en el agua: en general referida como "agua dura" Osmosis InversaSecuestroIntercambio Iónico
Gusto de cloro en el agua; en la degustación de bebidas Cloración excesiva Adsorción
Gusto salobre Elevado contenido de sales; sólidos disueltos; intrusión de agua salada Osmosis Inversa
Olor a mofo o pantano Material orgánico en degradación Adsorción
Olor a aceite o nafta Derrames accidentales o pérdida subterránea de nafta Osmosis Inversa
Teñido de piletas, accesorios sanitarios, ropas lavadas y porcelanas con color rojo/marrón; gusto metálico; agua turbia o descolorida Elevadas concentraciones de hierro y/o manganeso, disueltos u oxidados, presentes en el agua Oxidación/FiltraciónIntercambio Iónico
Depósitos azules/verdes en piletas y sanitarios; corrosión en accesorios; gusto metálico Agua de tipo ácido, con pH menor que 6,8 NeutralizaciónSecuestro
Agua descolorida; amarilla, marrón/roja, o blanca nebulosa (el agua se clarifica después de algún tiempo en reposo) Presencia de taninos o ligninas (material vegetal en degradación); hierro oxidado (herrumbre); exceso de aire en el agua AdsorciónFiltración
Presencia de bacterias o compuestos químicos tóxicos en suministros de red pública o agua de pozo Deyectos industriales; descarga de desagües; infiltración de pesticidas o herbicidas; derrames químicos que alcanzan las fuentes; plantas de tratamiento viejas, inadecuadas o mal operadas. Desinfección
(bacterias)
Filtración
Filtración sub-micrón.

(Giardia lamblia o Cryptosporidium)
Adsorción
Osmosis Inversa

La mayoría de los síntomas son identificados por el gusto, olor o visibles. En tanto, no descarte los síntomas que no pueden ser fácilmente detectables. La preocupación causada por las "impurezas" invisibles tales como productos químicos, metales, o microorganismos es muy grande. Es un motivo de preocupación tan fuerte, si no el más fuerte, que aquellos síntomas fácilmente detectables.

4. Midiendo los "ingredientes" del Agua

Los profesionales en tratamiento de agua tienen su propio "lenguaje" que es usado para expresar informaciones. Es conveniente conocer un poco este lenguaje, y de esta manera facilitar la comprensión de la extensión del problema de un agua en particular.

Substancias disueltas
Total de Sólidos Disueltos
(o TDS)

Las substancias disueltas en el agua son medidas en miligramos por litro (mg/L) o partes por millón (ppm). El total de sólidos disueltos es conocido como TDS y es medido de la misma forma.

Suciedad/Herrumbre/ Sedimentos
Turbidez

El material particulado en suspensión en el agua es llamado de turbidez y medido en NTU (Nephelometric Turbidity Units). Los limites requeridos para agua potable están entre 0,5 y 1,0 NTU. Niveles de turbidez más elevados deberán ser corregidos por medio de la filtración.

Suciedad/Herrumbre/
Sedimentos

Micrón

Una medición útil para determinar el diámetro del material particulado es el micrón (o micra) es una millonésima parte del metro, o una milésima parte del milímetro. Partículas menores de 30 a 40 micra no pueden ser vistas a ojo desnudo, y partículas de 5 micra tienen el tamaño de las partículas individuales de la harina de trigo o del polvo de talco.

Color Objetable

El color objetable en el agua es expresado en unidades APHA (American Public Health Association). Típicamente los colores con nivel arriba de 25 APHA son notados. Aguas con niveles de 50 - 60 APHA requieren tratamiento.

Olor Objetable

Olor objetable en el agua es medido por el número de TON (Thereshold Odor Number) . El TON es el factor de diluimiento requerido antes que el olor sea mínimamente perceptible.

Escala de pH

La escala de pH va desde 1 hasta 14.
1 = muy ácido; 7 = neutro; 14 = muy alcalino
Agua con pH menor que 6,5 o mayor que 8,5 es en general inaceptable como agua potable.


Entre las diversas mediciones de contaminantes, con las cuales es necesario familiarizarse, posiblemente la más importante es el pH, que mide la acidez o alcalinidad del agua, debida a las substancias disueltas en ella.


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