Tratamiento de agua potable y análisis de agua pura

El agua es una de las necesidades más básicas para todos los seres vivos; se dice que cada persona requiere de entre 20 y 50 litros de agua potable, es decir limpia y segura, para beber, cocinar y mantenerse limpios. La problemática de agua contaminada en todo el mundo es muy grande, ya que más de un millón de personas fallecen cada año debido a enfermedades relacionadas con el agua contaminada, como el cólera, las cuales pueden ser fácilmente prevenidas mediante el tratamiento de agua potable y saneamiento de aguas residuales para su posterior reutilización.

 

En México y el mundo existen comunidades que cuentan con pocos recursos hídricos, que suelen ser económicamente carentes y no contar con programas respecto al uso y saneamiento del agua. El proceso de tratamiento o depuración del agua busca remover los contaminantes de los recursos hídricos, pues si bien el agua usada se descontamina por medios naturales, muchas veces quedan residuos que pueden transmitir bacterias y materiales químicos que pueden causar enfermedades y la destrucción de ecosistemas.

 

El tratamiento de agua potable en plantas especiales permite acelerar el proceso descontaminante natural, pero también permite volver a usar el agua en aplicaciones como la agricultura, la industria, la recreación y el consumo diario en los hogares.

 

 

El análisis del agua potable, es decir de aquella que puede consumirse sin causar un peligro o toxicidad a la salud al estar libre de bacterias, virus o parásitos nocivos para el hombre y los seres vivos, incluye varios indicadores y normas de potabilidad y calidad para evitar padecimientos y fallecimientos a causa de su consumo. La Organización Mundial de la Salud definió varios criterios de potabilidad y ha emitido recomendaciones que la mayoría de los países desarrollados aplican mediante análisis continuos que garanticen la calidad del agua.

 

Sin embargo, estas rigurosas recomendaciones no siempre son seguidas, especialmente en las regiones que carecen de medios y han promulgado sus propias normas de calidad. Para que el agua sea consumida sin riesgo a la salud, debe medirse:

 

• Potabilidad microbiológica o la ausencia de microorganismos que provoquen enfermedades graves y contagiosas.
• Potabilidad química o la ausencia de sustancias tóxicas, que puedan provocar enfermedades al consumirlas.
• Características propias del agua; como sabemos, el agua es incolora, inodora y sinsabor, por lo que no debe presentar colores, olores ni sabores desagradables, de lo contrario, representa un riesgo a la salud.

 

Algunas sustancias no deseables como los nitratos, el flúor o el fósforo pueden tener una presencia tolerable, siempre y cuando estén debajo de cierto umbral, al igual que las sustancias tóxicas como el plomo, el cromo o el arsénico, cuyas concentraciones son de una millonésima de gramo por litro. Respecto a las bacterias, los análisis suelen basarse en la búsqueda de microorganismos indicadores de contaminación fecal, como la Escherichia coli que no deben estar presente en el agua potable, ni en mínimas cantidades.

 

Uno de los tipos de agua potable es la desionizada (DI) o desmineralizada, que es aquella a la que se extrajeron los cationes como sodio, calcio, hierro, cobre y los aniones como el carbonato, fluoruro y cloruro mediante un proceso llamado intercambio iónico; es decir se quitan todos los iones, excepto el hidrógeno. Este tipo de agua es similar a la destilada, pero se utiliza para el área científica como la química analítica, donde se requiere el uso de agua pura, sin iones que interfieran; además esta agua es agresiva con los metales, por lo que solo se utiliza plástico o vidrio para almacenarse.

 

Por su parte, el agua ultra pura (ultra pure water o UPW por sus siglas en inglés), se utiliza principalmente en la industria farmacéutica y en la de semiconductores, por lo que las especificaciones son más estrictas, ya que solo contiene H2O, iones H* y OH* en equilibrio; el tratamiento de agua potable ultra pura se realiza por medio de la desmineralización con un sistema de intercambio iónico para alcanzar la conductividad necesaria.

 

Los sectores industriales que utilizan el agua desionizada y ultra pura son:

 

• Energético, para la generación de vapor para mover turbinas.
• Semiconductor, en la producción de agua para enjuague.
• Papel, para la generación de vapor con el que se hierve la pulpa de la madera y para mover las turbinas de generación de energía.
• Farmacéutico, con el fin de obtener agua estéril para inyección (WFI), limpieza y enjuagado, fabricación de granulación para tabletas y generación de vapor.
• Petroquímica, sector donde se utiliza la generación de vapor para calentar, hervir productos y generar energía.

 

Ambos tipos de agua son manufacturados a través de la ósmosis, que es el proceso natural y espontáneo por el cual el agua se difusa a través de una membrana semipermeable. Con el fin de igualar la presión osmótica, el agua debe fluir naturalmente desde el volumen de la dilución del flujo, al volumen de alta dilución.

 

Este tipo de presión es el monto de presión requerida a una alta dilución para detener el flujo, o para revertirlo, de modo en que quede solo un lado soluto y el otro es comprimido de agua pura; la presión osmótica es la fuerza necesaria para detener el flujo de agua dentro del lado del soluto y en vez de filtrar el agua dentro del lado con menos soluto, además puede empujar el volumen de la dilución a través de la membrana dentro del volumen del flujo de dilución, incrementando tanto el nivel de la dilución y la concentración del soluto en el lado de la alta dilución. Esto es llamado ósmosis reversa, y una de sus aplicaciones más comunes es la purificación del agua.

 

En la actualidad, millones de personas de todos los países dependen de los sistemas públicos y privados para obtener agua potable de buena calidad; en México el organismo regulador de la calidad es la Comisión Nacional del Agua o CONAGUA, así como los diferentes organismos reguladores estatales y municipales.

 

La necesidad del tratamiento de agua potable radica en la seguridad de la población y del cuidado al medio ambiente, por lo que debe ser una prioridad para eliminar las amenazas a la seguridad pública y medioambiental, ya que las aguas residuales o contaminadas incluyen desechos humanos y animales, productos químicos, pesticidas y la inyección profunda en la tierra de materiales peligrosos, debido a su eliminación inadecuada.

 

Para cumplir con las normas de seguridad se requiere los tratamientos adecuados y la medición precisa de los parámetros del agua que tomen en cuenta las variables clave tales como pH, conductividad, flúor y cloro para prevenir que se sobrepasan los límites.