capitulo i - aspectos fisicoquímicos del agua

CAPTULO 1

ASPECTOS FISICOQUMICOS DE LA CALIDAD DEL AGUA

Qum. Ada Barrenechea Martel

Aspectos fisicoqumicos de la calidad del agua 3

1. INTRODUCCIN

1.1 El agua: un disolvente universal

El agua es el constituyente ms importante del organismo humano y delmundo en el que vivimos. Tiene una gran influencia en los procesos bioqumicosque ocurren en la naturaleza. Esta influencia no solo se debe a sus propiedadesfisicoqumicas como molcula bipolar sino tambin a los constituyentes orgnicose inorgnicos que se encuentran en ella.

Se considera que el agua es un solvente universal, debido a que es capaz dedisolver o dispersar la mayora de sustancias con las que tiene contacto, seanestas slidas, lquidas o gaseosas, y de formar con ellas iones, complejos solublese insolubles, coloides o simplemente partculas dispersas de diferente tamao ypeso.

Desde el punto de vista de la salud humana, el agua ayuda a eliminar lassustancias resultantes de los procesos bioqumicos que se desarrollan en elorganismo humano, a travs de los rganos excretores, en especial la orina y elsudor. Sin embargo, por esta misma propiedad, puede transportar una serie detxicos al organismo que pueden afectar a diferentes rganos, de manera reversibleo irreversible.

1.2 Las fuentes de agua de origen superficial

Debido a que las principales fuentes de agua para el tratamiento con finesde consumo humano son de origen superficial, en el presente manual se tratarnlos temas especficamente relacionados con este tipo de agua.

En la seccin anterior, destacamos la importancia que tiene el agua comosolvente universal y sealamos que, debido a esta propiedad, es capaz de transportarcasi la totalidad de sustancias que encuentra a su paso.

4 Manual I: Teora

Por otro lado, la contaminacin de los recursos hdricos superficiales es unproblema cada vez ms grave, debido a que se estos se usan como destino final deresiduos domsticos e industriales, sobre todo en las reas urbanas e incluso ennumerosas ciudades importantes del continente. Estas descargas son las principalesresponsables de la alteracin de la calidad de las aguas naturales, que en algunoscasos llegan a estar tan contaminadas que su potabilizacin resulta muy difcil ycostosa.

Debido a la amplia gama de contaminantes, a los diferentes niveles decontaminacin, as como a la cintica qumica de las sustancias, elementos, materiaorgnica y microorganismos que se incorporan en el cuerpo de agua, esindispensable conocer las caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas del aguaantes de seleccionarla como fuente de agua cruda.

1.3 Aspectos fisicoqumicos

La presencia de sustancias qumicas disueltas e insolubles en el agua quepueden ser de origen natural o antropognico define su composicin fsica yqumica.

Algunos procesos fisicoqumicos que ocurren en el agua pueden serevaluados si se recurre a los principios de equilibrio qumico, incluida la Ley deAccin de Masas y la Ecuacin de Nerst o al conocimiento de los mecanismos dereaccin y de las proporciones para los procesos irreversibles.

2. CALIDAD DEL AGUA

El trmino calidad del agua es relativo y solo tiene importancia universalsi est relacionado con el uso del recurso. Esto quiere decir que una fuente deagua suficientemente limpia que permita la vida de los peces puede no ser aptapara la natacin y un agua til para el consumo humano puede resultar inadecuadapara la industria.

Para decidir si un agua califica para un propsito particular, su calidad debeespecificarse en funcin del uso que se le va a dar.

Bajo estas consideraciones, se dice que un agua est contaminada cuandosufre cambios que afectan su uso real o potencial.


Es importante anotar que la evaluacin de la calidad del agua se realizausando tcnicas analticas adecuadas para cada caso. Para que los resultados deestas determinaciones sean representativos, es necesario dar mucha importanciaa los procesos de muestreo y a las unidades y terminologa empleadas.

Para una correcta interpretacin de los datos obtenidos, los resultados delos anlisis deben manejarse estadsticamente, teniendo en cuenta la correlacinde iones, los factores que gobiernan el comportamiento de los componentes delagua, etctera. El uso de grficos ayuda a mostrar las relaciones fsicas y qumicasentre el agua, las fuentes probables de contaminacin o polucin y el rgimen decalidad y, por tanto, a realizar adecuadamente la evaluacin de los recursos hdricos.

A continuacin se tratan en detalle las principales caractersticasfisicoqumicas y biolgicas que definen la calidad del agua, el origen de losconstituyentes, su importancia en la salud, su relacin con los principales procesosde tratamiento y los lmites de concentracin establecidos por las normasinternacionales de calidad de agua para consumo humano.

2.1 Caractersticas fsicas

Las caractersticas fsicas del agua, llamadas as porque pueden impresionara los sentidos (vista, olfato, etctera), tienen directa incidencia sobre las condicionesestticas y de aceptabilidad del agua.

Se consideran importantes las siguientes:

turbiedad; slidos solubles e insolubles; color; olor y sabor; temperatura, y pH.

2.1.1 Turbiedad

La turbiedad es originada por las partculas en suspensin o coloides (arcillas,limo, tierra finamente dividida, etctera). La figura 1 muestra la distribucin de laspartculas en el agua de acuerdo con su tamao. La turbiedad es causada por laspartculas que forman los sistemas coloidales; es decir, aquellas que por su tamao,

6 Manual I: Teora

se encuentran suspendidas y reducen la transparencia del agua en menor o mayorgrado.

La medicin de la turbiedad se realiza mediante un turbidmetro onefelmetro. Las unidades utilizadas son, por lo general, unidades nefelomtricasde turbiedad (UNT).

ltimamente, ha cobrado importancia la presencia de fibras de asbestodesprendidas de los accesorios de asbesto-cemento de los sistemas de distribucincomo un factor causante de turbiedad en las aguas de consumo humano.

En la prctica, la remocin de la turbiedad no es un proceso difcil de llevara cabo en una planta de clarificacin de agua; sin embargo, es uno de los que msinfluye en los costos de produccin, porque, por lo general, requiere usar coa-gulantes, acondicionadores de pH, ayudantes de coagulacin, etctera.

El diseo de los sistemas de remocin de turbiedad debe considerar no soloel tipo de partculas existentes (origen, estructura, composicin y forma) sinotambin su tamao y comportamiento.

Aunque no se conocen los efectos directos de la turbiedad sobre la salud,esta afecta la calidad esttica del agua, lo que muchas veces ocasiona el rechazode los consumidores. Por otra parte, como seala Castro de Esparza (1), losestudios elaborados por Tracy y por Sanderson y Kelly han demostrado que en elproceso de eliminacin de los organismos patgenos, por la accin de agentesqumicos como el cloro, las partculas causantes de la turbiedad reducen la eficienciadel proceso y protegen fsicamente a los microorganismos del contacto directocon el desinfectante. Por esta razn, si bien las normas de calidad establecen uncriterio para turbiedad en la fuente de abastecimiento, esta debe mantenerse mnimapara garantizar la eficacia del proceso de desinfeccin.

Los estndares internos de la Agencia de Proteccin Ambiental de EstadosUnidos (EPA) establecen que las aguas de consumo humano deben tenerpreferentemente una UNT y en ningn caso ms de 5 UNT. Las Guas de Calidadpara Agua de Bebida del Canad y las Guas de Calidad para Aguas de ConsumoHumano de la Organizacin Mundial de la Salud (OMS) recomiendan como valorgua 5 UNT. La OMS indica, sin embargo, que para una desinfeccin eficiente, elagua filtrada debera tener una turbiedad promedio menor o igual a una UNT.


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8 Manual I: Teora

2.1.2 Slidos y residuos

Se denomina as a los residuos que se obtienen como materia remanenteluego de evaporar y secar una muestra de agua a una temperatura dada.

Segn el tipo de asociacin con el agua, los slidos pueden encontrarsesuspendidos o disueltos.

La figura 1-1 muestra la distribucin de partculas en el agua segn sutamao. Las partculas pueden estar:

Disueltas (hasta un milimicrmetro), en cuyo caso fsicamente noinfluirn en la turbiedad, pero s podran definir su color u olor.

Formando sistemas coloidales (1 a 1.000 milimicrmetros), que sonlas causantes de la turbiedad neta del agua.

En forma de partculas suspendidas (por encima de 1.000milimicrmetros), las cuales caen rpidamente cuando el agua sesomete a reposo.

Es necesario aclarar que las pruebas analticas para determinar lasformas de los residuos no determinan sustancias qumicas especficasy solo clasifican sustancias que tienen propiedades fsicas similares ycomportamiento semejante frente a las diferentes condicionesambientales.

Slidos totales. Corresponden al residuo remanente despus de secar unamuestra de agua. Equivalen a la suma del residuo disuelto y suspendido. El residuototal del agua se determina a 103105 C.

Equivalencias:

Slidos totales = slidos suspendidos + slidos disueltos

Slidos totales = slidos fijos + slidos voltiles


Slidos disueltos o residuos disueltos. Mejor conocidos como slidosfiltrables, son los que se obtienen despus de la evaporacin de una muestrapreviamente filtrada.

Comprenden slidos en solucin verdadera y slidos en estado coloidal, noretenidos en la filtracin, ambos con partculas inferiores a un micrmetro (1 ).

Slidos en suspensin. Corresponden a los slidos presentes en un aguaresidual, exceptuados los solubles y los slidos en fino estado coloidal. Se consideraque los slidos en suspensin son los que tienen partculas superiores a unmicrmetro y que son retenidos mediante una filtracin en el anlisis de laboratorio.

Slidos voltiles y fijos. Los slidos voltiles son aquellos que se pierdenpor calcinacin a 550 C, mientras que el material remanente se define comoslidos fijos.

La mayor parte de los slidos voltiles corresponden a material orgnico.Los slidos fijos corresponden, ms bien, a material inorgnico.

2.1.3 Color

Esta caracterstica del agua puede estar ligada a la turbiedad o presentarseindependientemente de ella.

An no es posible establecer las estructuras qumicas fundamentales de lasespecies responsables del color. Esta caracterstica del agua se atribuye comn-mente a la presencia de taninos, lignina, cidos hmicos, cidos grasos, cidosflvicos, etctera. Se considera que el color natural del agua, excluyendo el queresulta de descargas industriales, puede originarse por las siguientes causas:

la extraccin acuosa de sustancias de origen vegetal; la descomposicin de la materia; la materia orgnica del suelo; la presencia de hierro, manganeso y otros compuestos metlicos; y una combinacin de los procesos descritos.

10 Manual I: Teora

En la formacin del color en el agua intervienen, entre otros factores, el pH,la temperatura, el tiempo de contacto, la materia disponible y la solubilidad de loscompuestos coloreados.

Se denomina color aparente a aquel que presenta el agua cruda o natural ycolor verdadero al que queda luego de que el agua ha sido filtrada.

Existen muchos mtodos de remocin del color. Los principales son lacoagulacin por compuestos qumicos como el alumbre y el sulfato frrico a pHbajos y las unidades de contacto o filtracin ascendente.

Debido a que el color del agua se origina, en muchos casos, por la presenciade compuestos de naturaleza orgnica, se recomienda que la desinfeccin se realiceluego de que este haya sido removido, para evitar que la aplicacin de cloro comodesinfectante pueda dar origen a la formacin de trihalometanos, compuestos quetienen efecto cancergeno en animales.

El valor gua de la OMS y del Canad es 15 unidades de color (UC) paraaguas de bebida.

2.1.4 Olor y sabor

El sabor y el olor estn estrechamente relacionados; por eso es comndecir que A lo que huele, sabe el agua.

Estas caractersticas constituyen el motivo principal de rechazo por partedel consumidor.

En trminos prcticos, la falta de olor puede ser un indicio indirecto de laausencia de contaminantes, tales como los compuestos fenlicos. Por otra parte,la presencia de olor a sulfuro de hidrgeno puede indicar una accin sptica decompuestos orgnicos en el agua.

El cuadro 1-1 presenta un resumen de algunos olores caractersticos delagua, de acuerdo con su origen.


Cuadro 1-1. Olores caractersticos del agua y su origen

Olor balsmico FloresDulzor CoelosphaeriumOlor qumico Aguas residuales industrialesOlor a cloro Cloro libreOlor a hidrocarburo Refinera de petrleoOlor medicamentoso Fenol, yodoformoOlor a azufre cido sulfhdrico, H2SOlor a pescado Pescado, mariscosOlor sptico AlcantarillaOlor a tierra Arcillas hmedasOlor fecaloide Retrete, alcantarillaOlor a moho Cueva hmeda

Olor a legumbres Hierbas, hojas en descomposicin

Las sustancias generadoras de olor y sabor en aguas crudas pueden sercompuestos orgnicos derivados de la actividad de microorganismos y algas oprovenir de descargas de desechos industriales.

En el agua se pueden considerar cuatro sabores bsicos: cido, salado,dulce y amargo.

El cuadro 1-2 muestra los lmites de percepcin de algunas sales ycompuestos presentes en el agua.

Naturaleza Origen

12 Manual I: Teora

Cuadro 1-2. Lmites de percepcin de algunas salesy compuestos en el agua (mg/L)

Sustancia Netamente Debidamente No apreciablereconocible perceptible

CaCl2; NaCl 600 300 150

MgCl2 100 60 FeSO4 3,5 1,75CuSO4 7 3,5 1,75H2S 1,15 0,55 0,30H2SO4 4 2 1Cl2 0,1 0,05 0,05

Ca(OCl) 2 0,5 0,20 0,20

En algunos casos, la eliminacin de los olores puede realizarse mediante laaereacin o la adicin de carbn activado.

La cloracin en presencia de compuestos fenlicos puede imprimir un malsabor en el agua, por la formacin de derivados clorados que producen un sabor aderivados fenlicos.

La EPA y la OMS recomiendan como criterio que por razones organo-lpticas, las fuentes de abastecimiento deben estar razonablemente exentas deolor y sabor; es decir, en trminos generales, que se encuentren en un nivelaceptable.


2.1.5 Temperatura

Es uno de los parmetros fsicos ms importantes en el agua, pues por logeneral influye en el retardo o aceleracin de la actividad biolgica, la absorcinde oxgeno, la precipitacin de compuestos, la formacin de depsitos, ladesinfeccin y los procesos de mezcla, floculacin, sedimentacin y filtracin.

Mltiples factores, principalmente ambientales, pueden hacer que latemperatura del agua vare continuamente.

2.1.6 pH

El pH influye en algunos fenmenos que ocurren en el agua, como la corrosiny las incrustaciones en las redes de distribucin.

Aunque podra decirse que no tiene efectos directos sobre la salud, s puedeinfluir en los procesos de tratamiento del agua, como la coagulacin y la desinfeccin.

Por lo general, las aguas naturales (no contaminadas) exhiben un pH en elrango de 5 a 9.

Cuando se tratan aguas cidas, es comn la adicin de un lcali (por logeneral, cal) para optimizar los procesos de coagulacin. En algunos casos, serequerir volver a ajustar el pH del agua tratada hasta un valor que no le confieraefectos corrosivos ni incrustantes.

Se considera que el pH de las aguas tanto crudas como tratadas deberaestar entre 5,0 y 9,0. Por lo general, este rango permite controlar sus efectos en elcomportamiento de otros constituyentes del agua.

Las guas canadienses han establecido el rango de pH 6,5 a 8,5 para el aguapotable.

2.2 Caractersticas qumicas

El agua, como solvente universal, puede contener cualquier elemento de latabla peridica. Sin embargo, pocos son los elementos significativos para eltratamiento del agua cruda con fines de consumo o los que tienen efectos en lasalud del consumidor.

14 Manual I: Teora

Guidelines forDrinking-Water

QualityOMS, 1996 (3)

Valor guaNivel mximodel contaminante

Guas de Calidadpara el Agua de

Bebida delCanad-1978 (2)

Concentracinmxima aceptable

ParmetrosRegulaciones

InternasPrimarias

Cuadro 1-3. Criterios de calidad para el agua potable

Unidades

FsicosColor TCU 15 15Sabor y olor Aceptable AceptableTurbiedad UNT 5a 5 5b

Inorgnicos Aluminio mg/L 0,2Amonio mg/L 1,5Antimonio mg/L 0,006 0,005(P)Arsnico mg/L 0,05 0,05 0,01cBario mg/L 2,0 1,0 0,7Boro mg/L 5,0 0,3Cadmio mg/L 0,005 0,005 0,003Cianuro mg/L 0,2 0,2 0,07Cinc mg/L 5,0 3Cloro mg/L 5dCloruro mg/L 250 250Cobre mg/L 1,3na 1,0 2dCromo (total) mg/L 0,1 0,05 0,05(P)Fluoruro mg/L 4 1,5 1,5Hierro mg/L 0,3 0,3Manganeso mg/L 0,05 0,5(P)Mercurio mg/L 0,002 0,001 0,001Nitrato (como N) mg/L 10 10 f 50 jNitrito (como N) mg/L 1 1,0 3pH 6,5 8,5 Plata mg/L 0,05 (I)Plomo mg/L 0,015na 0,05 0,01Selenio mg/L 0,05 0,01 0,01Sulfato mg/L 500 250Sulfuros (H2S) mg/L 0,05 0,05

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Slidos disueltos mg/L 500 1.000


Nivelmximo permitido

Guas de Calidadpara el Agua de

Bebida delCanad-1978 (2)Concentracin

mxima aceptable

Guidelines forDrinking-Water

QualityOMS, 1996 (3)

Valor guaUnidadesg/LOrgnicos

ParmetrosRegulaciones

Internas PrimariasEPA (2000)

Aldrn + dieldrn g/L 0,7 0,03Benceno g/L 5 10cCarbofurano g/L 40 5Clordano g/L 2 7 0,2Clorobenceno g/L 100 Cloroformo g/L 100 200cDDT g/L 30 2Dioxina g/L 0,00003 Endrn g/L 2 0,2 Fenoles g/L 2 Heptacloro + g/L 0,6 3 0,03heptaclor-epxidoLindano g/L 0,2 4 2Metoxycloro g/L 40 100 20Monocloramina g/L 3.000Parathin g/L 35 PCB g/L 0,5 Plaguicidas (total) g/L 100h Tetracloruro de g/L 5 2carbonoTolueno g/L 1.000 700dToxafeno g/L 3 5 2,4-D g/L 70 100 302,4,5-TP g/L 50 10 9Trihalometanos g/L 100 350 f

TCU: Unidades de Color Verdadero.UNT: Unidades Nefelomtricas de Turbiedad.( P ) Valor gua provisional.( I ) En las concentraciones normalmente encontradas, no se ha detectado dao en la salud.a La Regla de Tratamiento de Agua de Superficie requiere que los sistemas que usan agua de superficie o subterrnea bajo influencia

directa de agua de superficie: (1) desinfecten el agua y (2) filtren el agua o realicen el mismo nivel de tratamiento que aquellos quefiltran el agua. El tratamiento debe reducir los niveles de Giardia lamblia (parsito) en 99,9% y los virus en 99,99%. La Legionella(bacteria) no tiene lmite, pero la EPA considera que si se inactivan la Giardia y los virus, la Legionella tambin estar controlada. Enningn momento la turbiedad (enturbiamiento del agua) puede superar las 5 UNT (los sistemas filtrantes deben asegurar que la turbiedadno supere una UNT [0,5 UNT para filtracin convencional o directa] en al menos 95% de las muestras diarias de cualquier mes); HPC:no ms de 500 colonias por mililitro.

b Turbiedad promedio para una efectiva desinfeccin: = 1 UNT. Muestra simple: = 5 UNT.c Por ser consideradas sustancias cancergenas.d Concentraciones establecidas porque a concentraciones mayores, se pueden ver afectados el sabor, el olor y la apariencia del agua.f Cuando nitrato y nitrito estn presentes, la suma de las dos concentraciones no debe exceder 10 mg/L.g La suma de la razn entre la concentracin de cada uno y su respectivo valor gua no debe exceder de 1.h Se aplica cuando ms de un plaguicida considerado en las guas de calidad estn presentes en el agua.@ Relacionado con el olor y el sabor del agua.na El plomo y el cobre se regulan mediante una tcnica de tratamiento que exige la implementacin de sistemas que controlen el poder

corrosivo del agua. El nivel de accin sirve como un aviso para que los sistemas pblicos de agua tomen medidas adicionales detratamiento si los niveles de las muestras de agua superan en ms de 10% los valores permitidos.

16 Manual I: Teora

A continuacin se sustentan las caractersticas e importancia de losprincipales parmetros qumicos relacionados con las fuentes de abastecimiento.Asimismo, se citan las recomendaciones que, como criterios de calidad, ha publicadola EPA en el ao 2000 (4) en Estados Unidos, as como las Guas de Calidad paraAgua de Bebida del Canad-1978 y las Guas de Calidad para Aguas de ConsumoHumano de la OMS (3). Vase el cuadro 1-3.

2.2.1 Aceites y grasas

La presencia de aceites y grasas en el agua puede alterar su calidad esttica(olor, sabor y apariencia).

El contenido de aceites y grasas en el agua se determina en el laboratoriomediante la extraccin de todo el material soluble en un solvente orgnico talcomo el hexano. Los resultados se reportan como mg/L de MEH (material extrableen hexano).

Las normas de calidad de agua recomiendan que los aceites y grasas estnausentes en el agua para consumo humano, ms por razones de aceptabilidad queporque exista algn riesgo de dao a la salud.

2.2.2 Agentes espumantes

Entre los agentes espumantes se agrupa a todos los compuestos tensoactivosque, por su naturaleza, en mayor o en menor grado, producen espuma cuando elagua es agitada. La causa principal reside en la presencia de residuos de losdetergentes domsticos, como el alquil-sulfonato lineal (LAS) y el alquil-sulfonatobencnico ramificado (ABS), entre los ms comunes.

Su accin ms importante en las aguas superficiales est relacionada con lainterferencia en el poder autodepurador de los recursos hdricos, debido a lainhibicin de la oxidacin qumica y biolgica. Como consecuencia de esto, aunen aguas fuertemente contaminadas, la determinacin de la carga orgnicabiodegradable (DBO) suele presentar valores bajos. Esto se debe, entre otrascausas, a que las bacterias en presencia de detergentes se rodean de una pelculaque las asla del medio e impide su accin.

Por otro lado, la solubilidad del oxgeno en aguas que contienen detergenteses menor que en aguas libres de ellos. Se disminuye, en consecuencia, la difusindel oxgeno del aire a travs de la superficie del agua.


Frente a la presencia de aceites y grasas, los detergentes juegan un papelemulsionante, lo que depende fundamentalmente de la estructura del grupo lifilodel detergente.

Asimismo, los agentes tensoactivos presentes en el agua pueden dispersarlas sustancias insolubles o absorbidas, debido a la disminucin de la tensinsuperficial del agua. Interfieren as en los procesos de coagulacin, sedimentaciny filtracin.

Aunque los detergentes pueden tener estructuras qumicas diversas o serms o menos biodegradables, se ha demostrado que concentraciones menores de0,5 mg/L no tienen efectos adversos en los procesos de tratamiento ni en la salud.

Las Guas de Calidad para Aguas de Consumo Humano no presentan unvalor gua referido al contenido de detergentes en el agua de bebida, perorecomiendan que el agua no presente espuma ni problemas de olor ni saborrelacionados con este parmetro.

2.2.3 Alcalinidad

Es la capacidad del agua de neutralizar cidos. Sin embargo, aniones decidos dbiles (bicarbonatos, carbonatos, hidrxido, sulfuro, bisulfuro, silicato yfosfato) pueden contribuir a la alcalinidad.

La alcalinidad est influenciada por el pH, la composicin general del agua,la temperatura y la fuerza inica.

Por lo general, est presente en las aguas naturales como un equilibrio decarbonatos y bicarbonatos con el cido carbnico, con tendencia a que prevalezcanlos iones de bicarbonato. De ah que un agua pueda tener baja alcalinidad y un pHrelativamente alto o viceversa.

La alcalinidad es importante en el tratamiento del agua porque reaccionacon coagulantes hidrolizables (como sales de hierro y aluminio) durante el procesode coagulacin. Adems, este parmetro tiene incidencia sobre el carcter corrosivoo incrustante que pueda tener el agua y, cuando alcanza niveles altos, puede tenerefectos sobre el sabor.

18 Manual I: Teora

Durante el tratamiento, las aguas crudas de muy baja alcalinidad puedenrequerir la adicin de un alcalinizante primario (como el hidrxido de calcio).

La EPA no hace recomendaciones respecto a la alcalinidad en fuentes deagua, ya que esta se liga a factores como el pH y la dureza, pero concluye que unafuente no debe mostrar cambios bruscos o repentinos en el contenido de laalcalinidad, pues esto podra indicar un cambio en la calidad del agua.

2.2.4 Aluminio

Es un componente natural del agua, debido principalmente a que formaparte de la estructura de las arcillas. Puede estar presente en sus formas solubleso en sistemas coloidales, responsables de la turbiedad del agua. Las concentracionesms frecuentes en las aguas superficiales oscilan entre 0,1 y 10 ppm.

El problema mayor lo constituyen las aguas que presentan concentracionesaltas de aluminio, las cuales confieren al agua un pH bajo, debido a sus propiedadesanfteras, que hacen que sus sales se hidrolicen formando cidos dbiles.

Durante el tratamiento es posible remover las sales de aluminio solubles,mediante la formacin de hidrxido de aluminio. Sin embargo, es necesario tenermucho control del pH, pues si este sube excesivamente, podra producirse laformacin de aluminatos, nuevamente solubles. La coagulacin, en este caso, serealiza mediante polmeros orgnicos, por lo general aninicos.

Cuando el aluminio se encuentra en el agua cruda, se recomienda usarcomo coagulantes sales de hierro o polmeros sintticos. Los coagulantes alumnicosdejan un remanente de metal que, en algunos casos, puede llegar a niveles nodeseados.

En el caso del aluminio, la OMS ha establecido un valor gua de 0,2 mg/Lpara aguas de consumo humano.

2.2.5 Amonio

Es el producto final de la reduccin de las sustancias orgnicas e inorgnicasnitrogenadas y debe su origen a los siguientes factores:

El nitrgeno atmosfrico, por fijacin qumica.


Las protenas animales o vegetales, por putrefaccin mediante accinbacteriana.

La reduccin de nitritos.

El amoniaco se encuentra en cantidades notables cuando el medio esfuertemente reductor. En un medio oxidante, el ion amonio se transforma en nitrito.

Se le considera un constituyente normal de las aguas superficiales y estntimamente relacionado con descargas recientes de desages. Cuando suconcentracin es mayor de 0,1 mg/L (como N), podra constituirse en un indicadorde contaminacin por aguas residuales domsticas o industriales.

El amoniaco en las aguas residuales es producido en su mayor parte por laeliminacin de compuestos que tienen nitrgeno orgnico y por la hidrlisis de laurea o rea. En casos menos frecuentes, se puede producir por reduccin denitratos en condiciones anaerbicas.

El amoniaco es un micronutriente para microorganismos y algas en lossistemas de distribucin. Su presencia en el agua favorece la multiplicacin deestos.

Este compuesto influye en los procesos de desinfeccin con cloro eincrementa su demanda debido a la formacin de cloramidas.

Por lo general, la eliminacin del amoniaco a concentraciones altas se realizamediante la oxidacin con cloro.

La OMS establece como valor gua para aguas de bebida 1,5 mg/L, referidoms bien a criterios de aceptabilidad (olor y sabor).

2.2.6 Antimonio

No es un elemento esencial para la vida de las personas o animales. En elagua puede encontrarse bajo el estado de oxidacin III V y a concentracionespromedio de 0,6 mg/L. Se lo relaciona con el aumento del colesterol en la sangre.

Las principales fuentes de contaminacin de las aguas superficiales conantimonio son las descargas de la industria petrolera, cermica, electrnica, entreotras.

20 Manual I: Teora

Debido a que su comportamiento qumico es parecido al del arsnico, suproceso de remocin es similar al de este.

Respecto al agua potable, el valor gua provisional dado por la OMS es de0,005 mg/L. La EPA indica como nivel mximo de concentracin 0,006 mg/L.

2.2.7 Arsnico

Puede estar presente en el agua en forma natural. Es un elemento muytxico para el hombre.

Se encuentra en forma trivalente o pentavalente, tanto en compuestosinorgnicos como orgnicos.

Las concentraciones de As en aguas naturales usualmente son menores de10 g/L. Sin embargo, en zonas mineras pueden encontrase concentraciones entre0,2 y 1 g/L.

La toxicidad del As es compleja, pues depende de la va de exposicin, delestado de valencia y de la forma qumica (inorgnica u orgnica) del compuesto.El arsnico inorgnico es el responsable de la mayora de los casos de intoxicacinen seres humanos.

En cuanto a las especies oxidadas, generalmente las sales inorgnicas deAs(III) son ms txicas que las de As(V) y la solubilidad de los compuestos dearsnico inorgnico est relacionada con su toxicidad; todos los compuestos solublesson txicos.

Se sospecha que el arsnico tiene efectos cancergenos por la correlacinencontrada entre la incidencia de hiperquetosis y cncer de la piel por un lado y laingestin de aguas con ms de 0,3 mg/L de arsnico por otro. Esta relacin fuecomprobada por Trelles (5) en la Argentina.

El metabolismo del As se realiza principalmente en el hgado, aunque sumecanismo no est bien establecido.

La remocin de arsnico del agua se basa principalmente en su oxidacin asu forma pentavalente antes de la coagulacin con sulfato frrico a pH de 6 a 8,


con alumbre a pH de 6 a 7 o ablandamiento con cal a pH 11. A escala experimental,este mtodo ha permitido una remocin de 90% de arsnico.

Debido a sus efectos adversos sobre la salud y a la insuficiente informacinsobre su remocin del agua, la EPA y las guas canadienses recomiendan que elcontenido de arsnico en fuentes de abastecimiento no exceda 0,05 mg/L.

El valor gua de la OMS para el agua de bebida es 0,01 mg/L.

2.2.8 Asbesto

El contenido de asbesto en el agua es una preocupacin reciente. Bajociertas condiciones de calidad del agua y debido a la erosin, las fibras de asbestopueden desprenderse de las tuberas de asbesto-cemento presentes en los sistemasde distribucin. Sin embargo, una vez identificado el problema, es posible mitigarel efecto mediante el control y la reduccin de la corrosividad del agua.

Estudios realizados en el Canad encontraron cantidades que varan desdemenos de 105 hasta 2 x 109 fibras de asbesto por litro en agua cruda y cantidadesde 9,5 x 106 fibras de asbesto por litro en el agua filtrada (6).

La EPA reporta que concentraciones superiores a 7 millones de fibrasmayores de 10 micrmetros por litro (nivel mximo permitido) en el agua potablepodran significar un alto riesgo de desarrollar plipos intestinales benignos.

Sin embargo, la OMS considera que no es necesario recomendar un valorgua para el asbesto en el agua de bebida, debido a que las concentracionesnormalmente halladas en ella no representan un riesgo para la salud.

2.2.9 Bario

Elemento altamente txico para el hombre; causa trastornos cardacos,vasculares y nerviosos (aumento de presin arterial). Se considera fatal una dosisde 0,8 a 0,9 gramos como cloruro de bario (de 550 a 600 miligramos de bario).

La contaminacin del agua por bario puede provenir principalmente de losresiduos de perforaciones, de efluentes de refineras metlicas o de la erosin dedepsitos naturales.

22 Manual I: Teora

Las concentraciones halladas en el agua son por lo general muy bajas;varan entre trazas y 0,05 mg/L.

Estudios realizados en las aguas de consumo muestran evidencias de que elbario puede ser absorbido por xidos e hidrxidos de hierro y manganeso, lo cualexplicara su eliminacin durante la coagulacin. Sin embargo, existen pruebasque demuestran que el tratamiento convencional mediante coagulantes de aluminioy hierro, con filtracin posterior, no es un mtodo particularmente efectivo para laremocin de bario en el agua. Sorg y Logsdon (7) encontraron una eficienciamenor de 30% en pruebas de laboratorio.

Por otro lado, un control adecuado del pH en la planta de ablandamiento delagua mediante cal puede lograr una remocin de 90% del bario (7, 8).

Como un margen de seguridad, la EPA y las Guas de Calidad para Agua deBebida del Canad han fijado tentativamente como lmite 2 y 1 mg/L,respectivamente, en las fuentes de aguas de consumo humano. La OMS da unvalor gua de 0,7 mg/L.

2.2.10 Boro

El boro no se considera un elemento esencial para la nutricin humana.Existen estudios que demuestran su influencia en el retardo del crecimiento de lasplantas.

Estudios realizados en plantas piloto han demostrado gran eficiencia deremocin de boro en los procesos de ablandamiento cal-soda a pH 8,511,3 (98%)y, en menor grado, en la coagulacin con sulfato frrico.

La OMS ha establecido como valor gua para aguas de consumo 0,3 mg/L,mientras que el Canad considera 5 mg/L como concentracin mxima aceptable.Esta diferencia tan grande entre los valores gua se debe a la insuficienteinformacin sobre los efectos de esta sustancia sobre el bienestar del consumidor.

2.2.11 Cadmio

No es un elemento esencial para la vida del hombre.

La contaminacin de las aguas superficiales con este metal pesado puedeprovenir de la corrosin de los tubos galvanizados, de la erosin de depsitos


naturales, de los efluentes de refineras de metales o de lquidos de escorrenta debateras usadas o pinturas. Muchos pigmentos usados para la coloracin de plsticoso la formulacin de pinturas contienen concentraciones elevadas de cadmio.

Este metal pesado es potencialmente txico y su ingestin tiene efectosacumulativos en el tejido del hgado y los riones.

En el organismo, algunos iones Ca2+ de los huesos pueden ser reemplazadospor iones Cd2+, pues ambos iones tienen el mismo estado de oxidacin y casi elmismo tamao. Esta sustitucin puede causar fragilidad en los huesos y sus-ceptibilidad a las fracturas.

La ingestin de agua y alimentos que contengan el metal representa de 5 a10% del total de cadmio absorbido en el organismo. Estas concentraciones dependende la ingestin de protenas y de la presencia de vitamina D; incluso, se relacionacon la concentracin en el organismo de algunos elementos, como Zn, Se y Ca,con los cuales compite el cadmio. El cadmio tambin reduce los niveles de hierroheptico.

La vida media del cadmio en el organismo es muy larga y se calcula entre10 y 30 aos, periodo en el cual permanece almacenado en varios rganos, enparticular el hgado y los riones.

Se ha encontrado que los procesos de coagulacin remueven el cadmio,pero una variable importante es el pH. Al usar sales de aluminio y regular el pH,es posible la remocin de 90% de cadmio en aguas turbias (9).

El sulfato de hierro puede remover 90% de cadmio a pH 7,5 (10).

El proceso de ablandamiento cal-soda puede tener una efectividad cercanaa 100%, debido a que se lleva a cabo a pH alto.

La EPA recomienda como margen de seguridad un lmite mximo permisiblede 0,005 mg/L para aguas de consumo humano. Los valores gua dados por laOMS y el Canad son 0,003 mg/L y 0,005 mg/L, respectivamente. Sin embargo,dado el poder bioacumulativo del cadmio, se recomienda que la concentracin enel agua tratada sea la menor posible.

24 Manual I: Teora

2.2.12 Cianuro

Su presencia no es frecuente en aguas naturales.

La concentracin de cianuro en aguas superficiales se debe, por lo general,a su contaminacin mediante descargas industriales, en especial de galvanoplasta,plsticos, fertilizantes y minera. La extraccin de oro usa cantidades importantesde cianuro en procesos que generan efluentes con estos residuos, la mayor partede los cuales tienen como destino final los ros y los lagos.

El cianuro es muy txico: una dosis de 0,1 mg/L tiene efectos negativos enlos peces y una de 5060 mg/L puede ser fatal para los seres humanos. Losefectos del cianuro sobre la salud estn relacionados con lesiones en el sistemanervioso y problemas de tiroides.

La toxicidad del cianuro depende de su concentracin, el pH y la temperatura,entre otros factores. Los cianuros alcalinos disueltos se transforman por oxidacinen carbonatos alcalinos, lo cual hace que disminuyan extraordinariamente suspropiedades txicas.

El organismo humano convierte el cianuro en tiocianato, sustancia de menortoxicidad y de fcil excrecin.

Es importante anotar que la flora bacteriana no muere, sino que se inhibecon la presencia de pequeas concentraciones de cianuro, y vuelve a desarrollarsu actividad normal cuando desaparece.

Cuando un agua que contiene cianuros o sulfocianuros se clora, se formacloruro de ciangeno (ClCN), muy txico, que persiste durante 24 horas a pH 9 sino hay cloro residual.

Bajo condiciones cidas, la ozonizacin o cloracin de aguas contaminadascon tiocianato puede favorecer la formacin de cido cianhdrico (HCN).

En la cloracin con cloro gas o hipoclorito, el cianuro libre (HCN y CN-) sedestruye y se transforma en cianato (11, 12). La cloracin efectuada hasta obtenercloro residual, a pH neutro o ligeramente alcalino, reduce los niveles de cianuropor debajo de los lmites propuestos como deletreos.


El ozono es tambin particularmente efectivo para la oxidacin del cianuro.

Hay poca informacin reciente sobre la remocin de cianuro durante eltratamiento del agua con fines de consumo, tal vez porque debera estar ausenteen el agua cruda seleccionada para su potabilizacin.

La EPA y las Guas de Calidad para Agua de Bebida del Canad recomiendanun contenido no mayor de 0,2 mg/L en aguas destinadas a consumo pblico. LaOMS propone una concentracin menor: 0,07 mg/L.

2.2.13 Cinc

Las aguas naturales pueden contener cinc en concentraciones bastantebajas. En el agua de suministro, el cinc proviene generalmente del contacto conaccesorios y estructuras galvanizadas o de bronce.

El cinc es un elemento esencial y benfico para el metabolismo humano, yaque muchas enzimas dependen de l para la descomposicin del cido carbnicoy de la insulina, hormona esencial en el metabolismo de los hidratos de carbono.

La salubridad del cinc es variable y depende del pH y de la alcalinidad.

Diferentes estudios han demostrado que el cinc no tiene efectos sobre lasalud en concentraciones tan altas como 40 mg/L, pero que tiene un marcadoefecto sobre el sabor; por ello su contenido debe limitarse.

Por ser un elemento anftero, el cinc puede estar en sus formas solublestanto con pH cido como alcalino. Debido a esto, su remocin es difcil, aunquehay poca informacin al respecto.

Estudios de remocin de cinc en aguas residuales reportan que la coagulacincon sulfato no es efectiva (30%). El ablandamiento cal-soda con un pH de 9,5puede mejorar la eficiencia hasta un rango de 60 a 90% (10).

Debido a su influencia en el sabor y a la poca informacin respecto a suremocin, las Guas de Calidad para Agua de Bebida del Canad recomiendanque la concentracin de cinc en aguas de consumo no exceda los 5 mg/L. LaOMS limita esta recomendacin a 3 mg/L.

26 Manual I: Teora

2.2.14 Cloruros

Las aguas superficiales normalmente no contienen cloruros enconcentraciones tan altas como para afectar el sabor, excepto en aquellas fuentesprovenientes de terrenos salinos o de acuferos con influencia de corrientesmarinas.

En las aguas superficiales por lo general no son los cloruros sino los sulfatosy los carbonatos los principales responsables de la salinidad.

A partir de ciertas concentraciones, los cloruros pueden ejercer una accindisolvente sobre ciertas sales presentes en el agua y tambin sobre algunoscomponentes del cemento, al impartirles una accin corrosiva y erosionante, enespecial a pH bajo.

Por sus caractersticas qumicas y la gran solubilidad de la mayora de loscloruros, su remocin requiere mtodos sofisticados y costosos, muchos de ellosimpracticables, especialmente cuando se trata de volmenes relativamente altos.El mtodo tradicional, que puede resultar ms eficiente y prctico, es el de ladestilacin. Actualmente se est trabajando en este campo para lograr unidadesque aprovechen la energa solar y eliminen los cloruros de manera eficiente y abajo costo. Este sistema puede resultar especialmente til en comunidades costerascuya nica fuente sea el agua del mar.

Los lmites fijados en el agua por las normas de calidad se sustentan ms enel gusto que le imparten al agua que en motivos de salubridad.

Tomando en cuenta el lmite de percepcin del sabor de los cloruros en elagua (cuadro 1-3), se ha establecido un lmite de 250 mg/L en aguas de consumo,concentracin que puede ser razonablemente excedida segn las condicioneslocales y la costumbre de los consumidores. La OMS considera que por encimade esta concentracin, los cloruros pueden influir en la corrosividad del agua.

2.2.15 Cobre

Con frecuencia se encuentra en forma natural en las aguas superficiales,pero en concentraciones menores a un mg/L. En estas concentraciones, el cobreno tiene efectos nocivos para la salud.


Se trata de un elemento benfico para el metabolismo, esencial para laformacin de la hemoglobina. La deficiencia de cobre ha sido asociada con laanemia nutricional de los nios.

Sin embargo, si se ingiere agua contaminada con niveles de cobre que superanlos lmites permitidos por las normas de calidad, a corto plazo pueden generarsemolestias gastrointestinales. Exposiciones al cobre a largo plazo podran causarlesiones hepticas o renales.

Los peces (principalmente la trucha) son especialmente sensibles a esteelemento y se ven indirectamente afectados cuando, al actuar el cobre comoalguicida, elimina la capacidad de captacin de oxgeno del agua y disminuye elOD a concentraciones tan pequeas que ya no es posible el desarrollo de estasespecies.

La presencia del cobre en el agua est relacionada principalmente con lacorrosin de las caeras en la vivienda, la erosin de depsitos naturales y elpercolado de conservantes de madera, entre otros.

En algunos sistemas se aplica sulfato de cobre en dosis controladas comomecanismo para combatir las algas en el agua. Las dosis van de 0,1 a 2 mg/L.

En concentraciones altas, el cobre puede favorecer la corrosin del aluminioy el cinc y cambiar el sabor del agua.

Pruebas de coagulacin en laboratorio han reportado una eficiencia en laremocin del cobre de entre 60 a 90% (10), dependiendo del pH y la turbiedad.

La EPA ha establecido una concentracin mxima de 1,3 mg/L, que denominanivel de accin; es decir, una concentracin lmite que sirve como un aviso paraque los sistemas pblicos de suministro de agua tomen medidas de tratamiento (sies necesario, adicionales) cuando los niveles de las muestras de agua superan enms de 10% los valores permitidos.

Las Guas de Calidad para Agua de Bebida del Canad han recomendadoun lmite de un mg/L de cobre en aguas destinadas al consumo humano. El valorgua dado por la OMS es 2 mg/L.

28 Manual I: Teora

2.2.16 Cromo

De las especies normalmente presentes en las aguas superficiales, el Cr(III) es esencial para los seres humanos, pues promueve la accin de la insulina.En cambio, el Cr (VI) es considerado txico por sus efectos fisiolgicos adversos.

No se conoce de daos a la salud ocasionados por concentraciones menoresde 0,05 mg/L de Cr (VI) en el agua.

El cromo metlico y los derivados del cromo (VI) usualmente son de origenantropognico.

Por su naturaleza qumica, el Cr (III) difcilmente se encuentra con un pHmayor de 5, donde el cromo est, por lo general, en forma hexavalente.

La erosin de depsitos naturales y los efluentes industriales que contienencromo (principalmente de acero, papel y curtiembres), se incorporan a los cuerposde aguas superficiales. La forma qumica depender de la presencia de materiaorgnica en el agua, pues si est presente en grandes cantidades, el cromo (VI) sereducir a cromo (III), que se podr absorber en las partculas o formar complejosinsolubles.

Estos complejos pueden permanecer en suspensin y ser incorporados alos sedimentos. La proporcin de cromo (III) es directamente proporcional a laprofundidad de los sedimentos.

En teora, el cromo (VI) puede resistir en este estado en aguas con bajocontenido de materia orgnica, mientras que con el pH natural de las aguas, elcromo (III) formar compuestos insolubles, a menos que se formen complejos. Sedesconoce la proporcin relativa de cromo (III) y cromo (VI) en las aguas.

En el tracto gastrointestinal de los humanos y los animales, se absorbe menosde 1% del cromo (III) y alrededor de 10% del cromo (VI). La forma qumica, lasolubilidad del compuesto en agua y el tiempo de permanencia en los rganosmodifican la velocidad de la absorcin.

Los compuestos de cromo (VI), que son fuertes agentes oxidantes, tiendena ser irritantes y corrosivos; tambin son considerablemente ms txicos que loscompuestos de cromo (III) si la dosis y la solubilidad son similares. Se ha postulado


que esta diferencia en la toxicidad puede estar relacionada con la facilidad con laque el cromo (VI) atraviesa las membranas celulares y con su subsecuente reduc-cin intracelular e intermediarios reactivos.

Se ha demostrado que el cromo (VI) es carcingeno para los seres humanos,mientras que el cromo (0) y los derivados de cromo (III) an no pueden clasificarserespecto a su carcinogenicidad.

Debido a su gran solubilidad, el Cr (VI) es ms difcil de remover que el Cr(III). La cloracin puede convertir por oxidacin el Cr (III) en Cr (VI) y crear unproblema en el tratamiento del agua.

A escala experimental, la remocin del cromo trivalente puede ser efectivamediante la coagulacin con alumbre o sulfato frrico, y en los sistemas deablandamiento con cal. En este ltimo proceso, el factor pH es muy importante.

Con un pH entre 10,6 y 11,3, la remocin puede llegar a 98%, mientras quea 9,2, la eficiencia baja a 70%.

La remocin del Cr (VI) es muy difcil mediante el tratamiento convencionalde coagulantes. Se ha encontrado que el sulfato ferroso es razonablemente efectivocomo reductor del Cr (VI) a Cr (III) (13). El ablandamiento cal-soda puederemover entre 80 y 90% de Cr (III), pero el Cr (VI) no se remueve a pH 9,5.

La EPA recomienda, como factor de seguridad, que el lmite para cromo enfuentes de agua destinadas a consumo humano no exceda 0,1 mg/L como cromototal. Las guas de la OMS y del Canad son ms exigentes: 0,05 mg/L.

2.2.17 Dureza

Corresponde a la suma de los cationes polivalentes expresados como lacantidad equivalente de carbonato de calcio, de los cuales los ms comunes sonlos de calcio y los de magnesio.

An no se ha definido si la dureza tiene efectos adversos sobre la salud.Pero se la asocia con el consumo de ms jabn y detergente durante el lavado.

La dureza est relacionada con el pH y la alcalinidad; depende de ambos.

30 Manual I: Teora

Un agua dura puede formar depsitos en las tuberas y hasta obstruirlascompletamente. Esta caracterstica fsica es nociva, particularmente en aguas dealimentacin de calderas, en las cuales la alta temperatura favorece la formacinde sedimentos.

La remocin de la dureza en el tratamiento se lleva a cabo mediante laprecipitacin con cal o mediante el proceso combinado cal-carbonato, conocidocomo ablandamiento cal-soda.

En trminos generales, puede considerarse que un agua es blanda cuandotiene dureza menor de 100 mg/L; medianamente dura, cuando tiene de 100 a 200mg/L; y dura, cuando tiene de 200 a 300 mg/L (en todos los casos, como CaCO3).

Las normas de calidad no establecen un lmite especfico para la dureza enel agua para consumo humano.

2.2.18 Fenoles

Se definen como los hidrxidos derivados del benceno y su ncleocondensado.

Su presencia en el agua est relacionada con la descomposicin de hojas ymateria orgnica, cidos hmicos y flvicos, pero principalmente se los asocia aprocesos de contaminacin de las fuentes por desechos industriales, aguas servidas,fungicidas y pesticidas, hidrlisis y oxidacin de pesticidas organofosforados,degradacin bacteriolgica de herbicidas del cido fenoxialqulico, entre otros.

Los compuestos fenlicos y los fenoles halogenados son txicos para elhombre a concentraciones altas. Pero aun en cantidades muy pequeas, cambianlas condiciones organolpticas del agua debido a su intenso olor y sabor, ambosdesagradables.

Los compuestos fenlicos son muy difciles de remover con los tratamientosconvencionales.

Si un agua filtrada que contiene fenoles es sometida a la cloracin, losderivados fenlicos clorados pueden cambiar el olor y el sabor del agua, lo que nonecesariamente ser percibido en la planta de tratamiento, pero s puedemanifestarse en las conexiones domiciliarias.


Las Guas de Calidad para Agua de Bebida del Canad recomiendan que elcontenido de los compuestos fenlicos no sea superior a 2 g/L.

2.2.19 Fluoruros

Elemento esencial para la nutricin del hombre. Su presencia en el agua deconsumo a concentraciones adecuadas combate la formacin de caries dental,principalmente en los nios (0,8 a 1,2 mg/L).

Sin embargo, si la concentracin de fluoruro en el agua es alta, podra generarmanchas en los dientes (fluorosis dental) y daar la estructura sea.

Algunos pases como el Canad y Estados Unidos han implementadoprogramas de fluorizacin del agua de consumo como una medida para prevenir lacaries dental infantil.

El cuadro 1-4 muestra las recomendaciones referidas al contenido de floren el agua, teniendo en cuenta la temperatura promedio anual del lugar.

Cuadro 1-4. Recomendacin del contenido de floren el agua de consumo

10,0 12,2 1,2

12,7 14,4 1,1

15,0 17,7 1,0

18,3 21,6 0,9

22,2 26,1 0,8

26,6 32,7 0,7

* Datos de por lo menos cinco aos.

Las principales fuentes de concentraciones contaminantes de flor en elagua son los efluentes de fbricas de acero y metales o de fbricas de plsticos yfertilizantes.

Nivel ptimo de flor en mg/L

Promedio anual de temperaturamxima del ambiente, C*

32 Manual I: Teora

Los procesos convencionales de coagulacin con aluminio no son efectivospara la remocin de fluoruros. Sorg (9) report que para reducir la concentracinde fluoruros en el agua de 3,6 a 1 mg/L se requeriran 350 mg/L de aluminio.

Debido a que la concentracin de fluoruros en el agua est en funcin de latemperatura del agua, la EPA recomienda un rango mximo de 4 mg/L en aguaspara consumo humano.

Las guas de calidad de agua para consumo humano, tanto del Canadcomo de la OMS, indican como valor gua 1,5 mg/L.

2.2.20 Fosfatos

Las especies qumicas de fsforo ms comunes en el agua son los or-tofosfatos, los fosfatos condensados (piro-, meta- y polifosfatos) y los fosfatosorgnicos. Estos fosfatos pueden estar solubles como partculas de detritus o enlos cuerpos de los organismos acuticos.

Es comn encontrar fosfatos en el agua. Son nutrientes de la vida acuticay limitantes del crecimiento de las plantas. Sin embargo, su presencia est asociadacon la eutrofizacin de las aguas, con problemas de crecimiento de algas indeseablesen embalses y lagos, con acumulacin de sedimentos, etctera.

Para una buena interpretacin de la presencia de fosfatos en las fuentes deaguas crudas, es recomendable la diferenciacin analtica de las especies qumicasexistentes en ellas.

La fuente principal de los fosfatos orgnicos son los procesos biolgicos.Estos pueden generarse a partir de los ortofosfatos en procesos de tratamientobiolgico o por los organismos acuticos del cuerpo hdrico.

Otra fuente importante de fosfatos en las aguas superficiales son lasdescargas de aguas que contienen como residuo detergentes comerciales.

Concentraciones relativamente bajas de complejos fosforados afectan elproceso de coagulacin durante el tratamiento del agua.

Las normas de calidad de agua no han establecido un lmite definitivo. Sinembargo, es necesario estudiar la concentracin de fosfatos en el agua, su relacin


con la productividad biolgica y los problemas que estos pueden generar en elproceso de filtracin y en la produccin de olores.

2.2.21 Hidrocarburos

La mayor parte de los hidrocarburos que se pueden encontrar en el aguason txicos. Sin embargo, concentraciones que no llegan a repercutir en la saludpueden causar molestias e inconvenientes, ya que comunican al agua propiedadesorganolpticas (sabor y olor) indeseables, interfieren en el tratamiento y atraviesanlos filtros de arena.

En algunos casos, estos compuestos presentes en el agua pueden llegar aproducir dermatitis.

Su presencia en el agua superficial se debe a descargas de desechosindustriales y a derrames accidentales.

El agua de lluvia puede arrastrar cantidades notables de hidrocarburos ensuspensin, derivados de la combustin, de desechos de automotores, asfalto,etctera. Algunos de estos productos de combustin son carcingenos y debenestar ausentes en el agua de consumo humano.

Las normas de calidad del agua especifican que estos compuestos tienenque estar ausentes en el agua de consumo humano.

2.2.22 Hierro

El hierro es un constituyente normal del organismo humano (forma parte dela hemoglobina). Por lo general, sus sales no son txicas en las cantidadescomnmente encontradas en las aguas naturales.

La presencia de hierro puede afectar el sabor del agua, producir manchasindelebles sobre los artefactos sanitarios y la ropa blanca. Tambin puede formardepsitos en las redes de distribucin y causar obstrucciones, as como alteracionesen la turbiedad y el color del agua.

Tiene gran influencia en el ciclo de los fosfatos, lo que hace que suimportancia sea muy grande desde el punto de vista biolgico. En la naturaleza sepresenta en dos formas: asimilable y no asimilable.

34 Manual I: Teora

En las aguas superficiales, el hierro puede estar tambin en forma decomplejos organofrricos y, en casos raros, como sulfuros. Es frecuente que sepresente en forma coloidal en cantidades apreciables.

Las sales solubles de hierro son, por lo general, ferrosas (Fe II) y la especiems frecuente es el bicarbonato ferroso: Fe (HCO3)2.

En contacto con el oxgeno disuelto en el agua, las sales ferrosas seconvierten en frricas por oxidacin y se precipitan en forma de hidrxido frrico.Esta precipitacin es inmediata con un pH superior a 7,5.

Con un pH mayor de 2,2, el hidrxido frrico es insoluble. El ion ferroso loes con un pH mayor de 6. De acuerdo con ello, las aguas subterrneas que, porestar fuera del contacto con el aire, se encuentran en un medio natural fuertementereductor podrn tener en solucin cantidades notables de hierro ferroso.

Este metal en solucin contribuye con el desarrollo de microorganismosque pueden formar depsitos molestos de xido frrico en la red de distribucin.

La remocin del hierro de las aguas crudas superficiales es relativamentefcil con los procesos comunes de remocin de la turbiedad, mediante los cualessu concentracin puede bajar de 10 mg/L a 0,3 mg/L, que es la concentracinrecomendada para el agua de consumo. Sin embargo, es posible que hayaproblemas si el hierro est presente en complejos orgnicos inestables.

Por consideraciones de sabor y debido a que los tratamientos convencionalespueden eliminar el hierro en estado frrico pero no el hierro soluble Fe (II), lasguas de calidad de la OMS y del Canad recomiendan que en las aguas destinadasal consumo humano no se sobrepase 0,3 mg/L de hierro.

2.2.23 Manganeso

El manganeso es un elemento esencial para la vida animal; funciona comoun activador enzimtico. Sin embargo, grandes dosis de manganeso en el organismopueden causar daos en el sistema nervioso central.

Su presencia no es comn en el agua, pero cuando se presenta, por logeneral est asociado al hierro.


Comnmente se encuentra en el agua bajo su estado reducido, Mn (II), y suexposicin al aire y al oxgeno disuelto lo transforma en xidos hidratados menossolubles.

En concentraciones mayores a 0,15 mg/L, las sales disueltas de manganesopueden impartir un sabor desagradable al agua.

La presencia de manganeso en el agua provoca el desarrollo de ciertasbacterias que forman depsitos insolubles de estas sales, debido a que se convierte,por oxidacin, de manganoso en solucin al estado mangnico en el precipitado.Esta accin es similar en el hierro.

Por lo general, en el agua es ms difcil de controlar el manganeso que elhierro. Su remocin se realiza formando sales insolubles, para lo cual, en muchoscasos, es necesario el uso de oxidantes y un pH alto.

Las Guas de Calidad para Aguas de Consumo Humano de la OMSestablecen como valor provisional 0,5 mg/L, pero las Guas de Calidad para Aguade Bebida del Canad recomiendan una concentracin diez veces menor: 0,05mg/L, por consideraciones principalmente relacionadas con el sabor y el olor delagua.

2.2.24 Materia orgnica

Las aguas naturales, adems de sustancias minerales y disueltas, puedenllevar en suspensin sustancias orgnicas provenientes del lavado de los suelos odel metabolismo de los organismos que viven en ellos. Adems, los cuerpos deaguas superficiales pueden recibir descargas de aguas residuales de origendomstico o industrial, las cuales provocan la polucin y la contaminacin en nivelesvariables.

Las sustancias provenientes del lavado de suelos son principalmente cidoshmicos, mientras que las producidas por el metabolismo de los organismos acuticosson los hidratos de carbono, las protenas, las aminas, los lpidos, etctera, ascomo pigmentos, hormonas y vitaminas, que funcionan como catalizadores oinhibidores de las funciones biolgicas.

Las sustancias provenientes de los desechos animales son principalmentederivados de la urea o rea, la cadaverina y la putrescina, entre otros.

36 Manual I: Teora

Estas sustancias orgnicas representan una fuente de alimentacin para losorganismos (auttrofos y hetertrofos) presentes en el agua. Tienden a desaparecerprogresivamente por oxidacin, y pasar a CO2, amoniaco, nitritos, nitratos, etctera.

Por lo general, las aguas naturales no contaminadas presentan cantidadesmnimas de materia orgnica, salvo aquellas que provienen de bosques o aguasestancadas.

La materia orgnica puede ser, en muchos casos, la responsable del color,el olor y el sabor del agua, los cuales deben ser eliminados durante el tratamientoa fin de hacerla apta para el consumo humano.

Como es muy difcil determinar analticamente la presencia de estassustancias orgnicas en el agua, se han establecido mtodos globales de deter-minacin. Estos son los siguientes:

a) Demanda Bioqumica de Oxgeno: DBO5

Corresponde a la cantidad de oxgeno necesario para descomponer la materiaorgnica por accin bioqumica aerobia. Se expresa en mg/L. Esta demandaes ejercida por las sustancias carbonadas, las nitrogenadas y ciertoscompuestos qumicos reductores.

Es una prueba que reduce a nmeros un fenmeno natural, muy sencillo enteora, pero en esencia muy complejo.

El clculo se efecta mediante la determinacin del contenido inicial deoxgeno de una muestra dada y lo que queda despus de cinco das en otramuestra semejante, conservada en un frasco cerrado a 20 C. La diferenciaentre los dos contenidos corresponde a la DBO5.

b) Demanda Qumica de Oxgeno: DQO

Equivale a la cantidad de oxgeno consumido por los cuerpos reductorespresentes en un agua sin la intervencin de los organismos vivos.

La eliminacin de la materia orgnica se lleva a cabo mediante lacoagulacin-floculacin, la sedimentacin y la filtracin. Sin embargo, cuandola fuente de agua cruda tiene una carga orgnica y bacteriana muy grandecaso en el que la DBO5 puede alcanzar valores muy altos, ser necesaria


una precloracin, que debe constituirse en un proceso adecuadamentecontrolado.

Lo deseable es que las fuentes de agua cruda no presenten una cargaorgnica elevada.

Por la naturaleza de estos parmetros, las normas de calidad de aguaestablecen que los causantes de la contaminacin orgnica deben estarausentes en las aguas para consumo humano.

2.2.25 Mercurio

Se considera al mercurio un contaminante no deseable del agua.

El mercurio es un metal pesado muy txico para el hombre en las formasaguda y crnica. En el tracto intestinal las sales mercuriosas son menos solublesque las mercricas y, por lo tanto, son menos nocivas. Se considera que dosis de20 y 50 mg/L en la forma mercrica son fatales.

En el agua, el Hg se encuentra principalmente en forma inorgnica, quepuede pasar a compuestos orgnicos por accin de los microorganismos presentesen los sedimentos. De estos, puede trasladarse al plancton, a las algas y, suce-sivamente, a los organismos de niveles trficos superiores como los peces, lasaves rapaces e incluso al hombre.

El mercurio metlico y el inorgnico se convierten en mercurio metilado pormedio de procesos biolgicos que se producen en el agua contaminada con estemetal. Tanto el dimetil mercurio Hg(CH3)2 como el ion metilo de mercurio HgCH3

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son absorbidos por los tejidos de los organismos vivos. Estas especies qumicas sebioacumulan, permanecen durante largos periodos en los tejidos y puedenincorporarse en la cadena alimentaria biomagnificndose.

La permeabilidad del mercurio elemental en los lpidos es ms alta que la dela forma ionizada y, en consecuencia, el Hg0 puede atravesar las barrerashematoenceflica y placentaria.

La absorcin gastrointestinal de sales de mercurio divalentes o monovalentesa partir de los alimentos es de aproximadamente 20% del Hg ingerido.

38 Manual I: Teora

En trminos de su toxicidad y sus efectos adversos sobre la salud, elmetilmercurio es la forma ms importante de mercurio orgnico. Sus efectos sonbsicamente neurotxicos y genotxicos.

Los niveles aceptables de ingestin de mercurio se basan en evidenciasepidemiolgicas mediante las cuales se sabe que la menor concentracin de metil-mercurio en la sangre asociada con sntomas txicos es 0,2 microgramos porgramo de peso, que corresponde a una prolongada y continua ingestin de 0,3 mg/70 kilogramos por da.

Las pruebas realizadas en plantas piloto demuestran que la remocin demercurio inorgnico depende del pH y de la turbiedad del agua y tienen pocadependencia de la concentracin de mercurio, cuando se encuentra entre 0,003 y0,016 mg/L.

Experimentalmente, se ha comprobado que el tratamiento convencional decoagulacinfiltracin mediante aluminio o sulfato frrico puede remover entre70 y 80% de mercurio inorgnico en aguas crudas turbias (13, 14). Sin embargo,en aguas claras la remocin puede reducirse a la mitad o menos.

La coagulacin con sulfato frrico (17 mg/L) prob ser 66% efectiva conpH 7 y 97% con pH 8. El sulfato de aluminio es menos eficiente y logra solamente38% de efectividad a pH 8.

La turbiedad desempea un papel importante en la reduccin de lasconcentraciones de mercurio en el agua, pues experimentalmente se ha demostradoque con turbiedades mayores de 100 UNT, la eficiencia crece sustantivamente.

Con respecto al mercurio orgnico, el proceso de ablandamiento con cal esmoderadamente efectivo y dependiente del pH y llega a 30% con pH 9,4 y alcanzaentre 60 y 80% con pH entre 10,7 y 11,4.

Se ha probado experimentalmente que las resinas de intercambio inico sonefectivas en la remocin de mercurio hasta 98%, tanto en la forma orgnica comoinorgnica.

Sobre la base de las consideraciones mencionadas, la EPA recomienda noexceder el lmite de 0,002 mg/L como mercurio total. Las guas de la OMS y delCanad recomiendan una concentracin mxima de 0,001 mg/L.


2.2.26 Nitritos y nitratos

El nitrgeno es un nutriente importante para el desarrollo de los animales ylas plantas acuticas. Por lo general, en el agua se lo encuentra formando amoniaco,nitratos y nitritos.

Si un recurso hdrico recibe descargas de aguas residuales domsticas, elnitrgeno estar presente como nitrgeno orgnico amoniacal, el cual, en contactocon el oxgeno disuelto, se ir transformando por oxidacin en nitritos y nitratos.Este proceso de nitrificacin depende de la temperatura, del contenido de oxgenodisuelto y del pH del agua.

En general, los nitratos (sales del cido ntrico, HNO3) son muy solubles enagua debido a la polaridad del ion. En los sistemas acuticos y terrestres, losmateriales nitrogenados tienden a transformarse en nitratos.

Los nitritos (sales de cido nitroso, HNO2) son solubles en agua. Setransforman naturalmente a partir de los nitratos, ya sea por oxidacin bacterianaincompleta del nitrgeno en los sistemas acuticos y terrestres o por reduccinbacteriana.

El ion nitrito es menos estable que el ion nitrato. Es muy reactivo y puedeactuar como agente oxidante y reductor, por lo que solo se lo encuentra en cantidadesapreciables en condiciones de baja oxigenacin. Esta es la causa de que los nitritosse transformen rpidamente para dar nitratos y que, generalmente, estos ltimospredominen en las aguas, tanto superficiales como subterrneas. Esta reaccin deoxidacin se puede efectuar en los sistemas biolgicos y tambin por factoresabiticos.

El uso excesivo de fertilizantes nitrogenados, incluyendo el amoniaco, y lacontaminacin causada por la acumulacin de excretas humanas y animales puedencontribuir a elevar la concentracin de nitratos en agua. Generalmente, los nitratosson solubles, por lo que son movilizados con facilidad de los sedimentos por lasaguas superficiales y subterrneas.

Despus de la absorcin, tanto nitratos como nitritos se distribuyen conrapidez a todos los tejidos.

40 Manual I: Teora

Una vez en la sangre, el nitrito reacciona con el ion ferroso (Fe2+) de ladesoxihemoglobina y forma metahemoglobina, en la cual el hierro se encuentra enestado frrico (Fe3+), por lo que es incapaz de transportar el oxgeno. Por ello serelaciona al nitrito con una anomala en la sangre de los nios (metahemoglobinemia)por la ingestin de aguas con un contenido mayor de 10 mg/L de nitratos (comoN) y como resultado de la conversin de nitrato en nitrito. La mayor parte deestos casos se asocian a aguas que contienen ms de 45 mg/L de nitrato (10 mg/Lcomo NO3-N).

Aunque se ha comprobado que bebs menores de 6 meses que ingierennitratos en concentraciones altas pueden morir si no reciben tratamiento inmediato,es importante anotar que no todos los nios que ingieren aguas con altos contenidosde nitratos (10 mg/L o ms) necesariamente desarrollan la enfermedad. Para ellose requiere una predisposicin natural. En este caso, la edad es un factor deter-minante, porque rara vez se presenta en nios de ms de seis meses y muchomenos en adultos.

La presencia de nitratos y nitritos no es extraa, especialmente en aguasalmacenadas en cisternas en comunidades rurales.

Aunque la toxicidad relativa de los nitratos es bien conocida, es difcilestablecer cul es el nivel de una dosis nociva. Los nitritos tienen mayor efectonocivo que los nitratos, pero como generalmente en las aguas naturales no sepresentan niveles mayores de 1 mg/L y la oxidacin con cloro los convierte ennitratos, el problema prcticamente queda solucionado.

Es importante destacar que aunque el agente responsable de esta enfermedadson los nitritos, debido a que estos se forman naturalmente a partir de los nitratos,un factor determinante en la incidencia de esta enfermedad es la concentracinde nitratos en el agua y los alimentos. Para dar una idea de la gravedad y magnitudpotencial de este problema, basta mencionar que los datos obtenidos a travs delSistema Mundial de Vigilancia del Medio Ambiente (GEMS, por sus siglas eningls) indican que 10% de los ros estudiados en todo el mundo tenanconcentraciones de nitratos por encima del lmite recomendado por la OMS. Losestudios de GEMS tambin encontraron que en Europa 15% de los ros tenanconcentraciones de nitratos hasta 45 veces mayores que la concentracin natural.

Los mtodos tradicionales de floculacin e incluso ablandamiento con calno son efectivos para la remocin de nitratos. El ms eficiente es el de resinas de


intercambio inico, que puede remover concentraciones tan altas como 30 mg/L yreducirlas hasta 0,5 mg/L en procesos continuos.

En la prctica, difcilmente los nitritos se encuentran en aguas tratadas debidoa que se oxidan fcilmente y se convierten en nitratos durante la cloracin.

Por sus efectos adversos para la salud de los lactantes y porque no setienen procesos definitivos para su remocin, el contenido de nitratos en aguas deconsumo pblico no debe exceder, segn la EPA, de 10 mg/L. Puesto que losnitritos tienen un efecto txico superior a los nitratos, el contenido no debe excederde un mg/L; en ambos casos, medidos como nitrgeno.

La OMS establece un valor gua provisional de 50 mg/L (N-NO3) y 3 mg/L(N-NO2), mientras que el Canad recomienda un mximo de 10 mg/L para elprimero y un mg/L para el segundo.

2.2.27 Oxgeno disuelto (OD)

Su presencia es esencial en el agua; proviene principalmente del aire.

Niveles bajos o ausencia de oxgeno en el agua. Puede indicar contaminacinelevada, condiciones spticas de materia orgnica o una actividad bacterianaintensa; por ello se le puede considerar como un indicador de contaminacin.

La presencia de oxgeno disuelto en el agua cruda depende de la temperatura,la presin y la mineralizacin del agua. La ley de Henry y Dalton dice: Lasolubilidad de un gas en un lquido es directamente proporcional a la presin parciale inversamente proporcional a la temperatura. El agua destilada es capaz dedisolver ms oxigeno que el agua cruda.

No es posible establecer un contenido ideal de oxgeno en el agua, ya quehay aspectos positivos y negativos de su presencia. Sin embargo, si el agua contieneamoniaco o hierro y manganeso en sus formas reducidas, es preferible que el ODest cercano al punto de saturacin.

Las aguas superficiales no contaminadas, si son corrientes, suelen estarsaturadas de oxgeno y a veces incluso sobresaturadas; su contenido depende dela aereacin, de las plantas verdes presentes en el agua, de la temperatura y de lahora del da (maana o tarde), etctera.

42 Manual I: Teora

De la observacin de los datos de OD en algunos ros se deduce que en lamayora de ellos se presentan contaminaciones espordicas que no afectan paranada el estado general de los mismos y representan solamente fenmenos locales.Por otra parte, durante el verano el caudal de un ro disminuye, por lo que tambinlo hace la cantidad total de oxgeno disponible y, por tanto, el consumo de este porlos seres vivientes acuticos aumenta por unidad de volumen. Por eso no es extraoque haya grandes diferencias entre el verano y el invierno en lo que se refiere alOD.

Igualmente ocurre que este contenido vara del da a la noche, ya que losseres vivientes consumen oxgeno para la respiracin las 24 horas del da. Sinembargo, la fotosntesis solo se realiza con el concurso de la luz solar.

Se ha demostrado la existencia de una estrecha relacin entre la distribucinde oxgeno y la productividad de materia orgnica, viva o muerta. Por otro lado, lacantidad de OD en un cuerpo de agua est relacionada con su capacidad deautodepuracin.

En la prctica, se puede comprobar que a 10 C, la distribucin del oxgenoen el agua est regida por la presencia de materias vivas mediante la respiraciny muertas mediante la descomposicin. En cambio, a temperaturas de 20 C omayores, es el metabolismo del conjunto de los organismos vivos presentes el quedetermina esta distribucin.

El agua potable debe contener cierta cantidad de oxgeno disuelto. Debeestar bien aereada y es muy importante tener en cuenta las variaciones relativasde oxgeno disuelto, ya que si estas son grandes, es sntoma de un probable aumentode vegetales, materia orgnica, grmenes aerobios, reductores inorgnicos, etctera.

En algunos casos, el contenido de OD puede influir en las propiedadescorrosivas del agua, dependiendo de la temperatura (a mayor temperatura, mayorcorrosin) y del pH (a menor pH, mayor corrosin). Si este es el caso, en aguasque tienen suficiente contenido en calcio, se reduce la corrosin y se eleva el pHal valor de saturacin del carbonato clcico.

2.2.28 pH

Es un parmetro bsico que indica el grado de acidez o basicidad del agua.


Este parmetro tiene mucha influencia en una serie de reacciones queocurren en el agua.

Por lo general, un agua con pH menor de 6,0 es considerada agresiva ycorrosiva para los metales.

Un pH cido en el agua no necesariamente indica la presencia de cidos,pues algunas sales como las de aluminio pueden generar pH 4 por hidrlisis.

El pH tiene gran importancia en el tratamiento del agua, especialmente enla coagulacin, desinfeccin y estabilizacin.

Durante la coagulacin, la remocin de la turbiedad es eficiente por lo generalen un rango de pH de 6,0 a 7,8, mientras que la remocin del color se consigue conun pH de entre 4 y 6. Sin embargo, es necesario puntualizar que el pH ptimo paraambos casos debe determinarse por medio de la prueba de jarras.

La desinfeccin con cloro es ms efectiva a un nivel bajo de pH. Esto sedebe a la mayor efectividad del cido hipocloroso comparado con el ion hipocloritoy al hecho de que el cido hipocloroso predomina con valores de pH bajos.

La estabilidad del agua depende del pH. Una planta de tratamiento debeproducir agua que no sea ni corrosiva ni incrustante. En la prctica, esto significaque el pH del agua tratada debe ser ligeramente mayor que el pH de saturacin.En otras palabras, el ndice de saturacin debe ser ligeramente positivo.

La medicin del pH debe realizarse in situ, ya que puede sufrir variacinimportante en el transcurso del tiempo, debido a diversas causas, entre las cualesse encuentran la sobresaturacin de CO2, como consecuencia de la presencia deplantas acuticas o su contenido en el aire, reacciones qumicas, temperatura,etctera. La variacin del pH entre las mediciones en campo y las realizadas en ellaboratorio puede llegar hasta la unidad, a pesar de haberse efectuado el mismoda.

El Canad recomienda como valor gua para agua de bebida un rango 6,5 a8,5 para el pH.

44 Manual I: Teora

2.2.29 Plaguicidas

Este nombre agrupa a un gran nmero de compuestos orgnicos que seusan con diversos propsitos en el campo agrcola: control de plagas, maleza,hierba, etctera. Entre los plaguicidas ms comunes tenemos los hidrocarburosclorados, los carbamatos, los organofosforados y los clorofenoles. La presenciade estos compuestos en niveles txicos genera problemas en el agua y en elambiente.

El efecto de los plaguicidas en la salud humana depende de su naturalezaqumica, pues mientras unos se acumulan en los tejidos, otros son metabolizados.

La remocin de los plaguicidas presentes en las aguas todava se encuentraen la fase experimental, pero se sabe que su tratamiento con carbn activadoreduce notoriamente los niveles de algunos de estos compuestos.

Las guas de calidad indican valores especficos en cada caso, todos a nivelde trazas.

2.2.30 Plata

No es un componente propio de las aguas naturales.

Se considera que en las personas que ingieren agua con cantidades excesivasde plata pueden presentar decoloracin permanente e irreversible de la piel, losojos y las membranas mucosas.

Todos los estudios que se han hecho sobre este elemento y sus posiblesefectos son preliminares, por lo cual no se puede postular lmites sobre los nivelesque afectan la salud humana.

El proceso de floculacin puede lograr una eficiencia de entre 70 y 80%mediante sulfato frrico con un pH entre 7 y 9 sulfato de aluminio con un pHentre 6 y 8. Tambin ofrece buenos resultados el ablandamiento con cal con unpH entre 7 y 9.

Debido a que no hay suficiente informacin, las guas canadienses consideranque el lmite no debe excederse de 0,05 mg/L en agua de consumo humano. Sinembargo, la OMS considera que no es necesario recomendar un lmite de


concentracin de plata en el agua de bebida, debido a que con concentracionesnormalmente encontradas en ella, no se han detectado daos en la salud de losconsumidores.

2.2.31 Plomo

Las fuentes naturales por lo general contienen plomo en concentracionesque varan notoriamente. Se pueden encontrar desde niveles tan pequeos comotrazas hasta concentraciones importantes que contaminan definitivamente el recursohdrico.

El plomo es un metal pesado en esencia txico; puede provocar en el hombreintoxicaciones agudas o crnicas. Es causa de la enfermedad denominada satur-nismo.

Es un elemento con gran capacidad de bioacumulacin; afecta prcticamentea todos los rganos, tanto de los seres humanos como de los animales.

Los sistemas ms sensibles a este metal son el nervioso (especialmente, enlos nios), el hematopoytico y el cardiovascular.

En instalaciones antiguas, la mayor fuente de plomo en el agua de bebidaproviene de las tuberas de abastecimiento y de las uniones de plomo. Si el agua escida, puede liberar gran cantidad de plomo de las tuberas, principalmente enaquellas en las que el lquido permanece estancado por largo tiempo. Aun en elagua estancada por corto tiempo en una tubera de cobre-plomo, la concentracinde este ltimo metal puede llegar a hasta 100 g Pb/L.

La remocin del plomo presente en el agua en los procesos convencionalesde floculacin o ablandamiento con cal se realiza formando hidrxidos y carbonatosde plomo insolubles. Mediante este mtodo es posible llegar a una eficiencia de98%.

La coagulacin con aluminio con un pH de 6,5 a 7 puede lograr una remocinde 60 a 80%. Con pH mayores de 9,5 la eficiencia de remocin sube a 90% (9, 10).

Cuando las aguas crudas de baja turbiedad contienen una alta concentracinde plomo, el sulfato frrico puede ser ms efectivo para su remocin (15).

46 Manual I: Teora

El ablandamiento cal-soda con un pH entre 7 y 11 puede remover por encimadel 90% de plomo en el agua (16).

Debido a que la exposicin al plomo es muy comn y por el peligro potencialque representa, las concentraciones de este metal en el agua deben ser las msbajas posibles.

La EPA ha establecido una concentracin mxima de 0,015 mg/L, quedenomina nivel de accin; es decir, una concentracin lmite que sirve como unaviso para que los sistemas pblicos de suministro de agua tomen medidas detratamiento (si es necesario, adicionales) cuando los niveles de las muestras deagua superen en ms de 10% los valores permitidos.

Las Guas de Calidad para Agua de Bebida del Canad especifican 0,05mg/L mientras que la OMS es ms exigente: 0,01 mg/L.

2.2.32 Selenio

Es raro encontrarlo disuelto en aguas naturales. Su origen, por lo general,est ligado a descargas de residuos mineros, petroleros e industriales, pero tambinpuede provenir de la erosin de depsitos naturales.

Las especies ms frecuentes son Se (IV) y Se (VI). Ambas formas sonmuy estables e independientes una de la otra. Los mtodos tradicionales de anlisisno hacen una distincin especial entre ambas.

Los efectos del selenio en el hombre son similares a los del arsnico y, aligual que este, puede causar intoxicaciones agudas y crnicas que en algunoscasos pueden llegar a ser fatales. Entre los principales sntomas que presentan losintoxicados con selenio estn la cada del cabello y de las uas, el adormecimientode los dedos de las manos y los pies y problemas circulatorios.

Pruebas de laboratorio y en plantas piloto han demostrado que la remocindel selenio es moderada (7080%) en el proceso de coagulacin con sulfato frricocon un pH entre 6 y 7, y que es menos efectiva con sulfato de aluminio. Losreportes indican que el intercambio inico o la smosis inversa mejoran la efectividadde remocin, que puede llegar a ser superior a 90%.


Debido a que en la prctica el tratamiento solo tiene un efecto moderado enla remocin del selenio y a que sus efectos nocivos sobre la salud son comprobados,la EPA recomienda que en aguas destinadas al consumo humano, este elementono est por encima de 0,05 mg/L. El valor gua propuesto por la OMS y por elCanad es 0,01 mg/L.

2.2.33 Sulfatos

Los sulfatos son un componente natural de las aguas superficiales y por logeneral en ellas no se encuentran en concentraciones que puedan afectar su calidad.

Pueden provenir de la oxidacin de los sulfuros existentes en el agua y, enfuncin del contenido de calcio, podran impartirle un carcter cido.

Los sulfatos de calcio y magnesio contribuyen a la dureza del agua yconstituyen la dureza permanente. El sulfato de magnesio confiere al agua unsabor amargo.

Un alto contenido de sulfatos puede proporcionar sabor al agua y podratener un efecto laxante, sobre todo cuando se encuentra presente el magnesio.Este efecto es ms significativo en nios y consumidores no habituados al agua deestas condiciones.

Cuando el sulfato se encuentra en concentraciones excesivas en el aguacida, le confiere propiedades corrosivas.

La remocin de sulfato puede resultar costosa y requerir mtodoscomplicados, por lo cual es preferible elegir fuentes naturales con niveles de sulfa-to por debajo de los lmites aconsejados.

Por sus efectos laxantes, su influencia sobre el sabor y porque no hay mtodosdefinidos para su remocin, la OMS recomienda que en aguas destinadas alconsumo humano, el lmite permisible no exceda 250 mg/L, pero indica, adems,que este valor gua est destinado a evitar la probable corrosividad del agua. LasGuas de Calidad para Agua de Bebida del Canad recomiendan un mximo de500 mg/L.

48 Manual I: Teora

3. CRITERIOS DE CALIDAD PARA LA SELECCIN DE UNAFUENTE DE AGUA CRUDA

3.1 Criterios fisicoqumicos

Antes de establecer los criterios de seleccin de una fuente de agua cruda,es necesario dividir en tres grandes grupos los principales contaminantesfisicoqumicos. Los detalles sobre cada contaminante en forma individual se hantratado en la seccin anterior.

3.1.1 Contaminantes inorgnicos

Este es el grupo que ms dificultades puede presentar, ya que los mtodosconvencionales de tratamiento no son efectivos en todos los casos.

Cuando se identifiquen contaminantes inorgnicos muy txicos enconcentraciones altas o estos sean de difcil remocin, como factor de seguridad,debera considerarse la bsqueda de otras fuentes alternas que no los contengan.

Aunque en teora, en las plantas piloto existen sistemas para reducir oremover contaminantes inorgnicos deletreos, como se expuso anteriormente, laforma qumica en la que estos se encuentren y el pH del agua son factores crticosque si no se toman en cuenta y no se controlan adecuadamente durante el procesode tratamiento, pueden hacer fracasar el mtodo.

3.1.2 Contaminantes orgnicos

Los contaminantes orgnicos biodegradables son de fcil remocin y noconstituyen problema durante el tratamiento, siempre y cuando se encuentren enconcentraciones no excesivas. En este ltimo caso, la precloracin pude constituiruna alternativa que debe ser cuidadosamente controlada para evitar la formacinde contaminantes an ms peligrosos.

Los contaminantes orgnicos no biodegradables (hidrocarburos, pesticidas,productos aromticos, etctera) son un problema difcil de afrontar para plantasde tratamiento convencionales. En la mayora de los casos, pueden ser controladosmediante la adicin de carbn activado pulverizado o el uso de carbn activadogranular dispuesto sobre los lechos de los filtros. Sin embargo, es necesarioconsiderar que esto representa costos adicionales de tratamiento y un mayor control


analtico, en la mayora de los casos especializado, de los procesos de tratamientoen planta.

Se debe tomar en cuenta, adems, que los pesticidas que se mencionan enlas normas de calidad representan a ms de 700 compuestos orgnicos que hansido detectados en Estados Unidos en las aguas de bebida y que provienen decontaminaciones por descargas industriales o domsticas, escorrentas de zonasrurales o urbanas o descomposicin natural de materia animal o vegetal.

Como se expuso, la descomposicin de cierta materia vegetal genera cidoshmicos que, en combinacin con el cloro usado en la desinfeccin, da origen a laformacin de trihalometanos, compuestos que ltimamente estn siendo asociadosa la aparicin de cncer en animales de experimentacin.

En casos en que se sospeche de la presencia de compuestos que puedandescomponerse en trihalometanos, el sistema de cloracin deber localizarse enotro punto o deber cambiarse a otro agente desinfectante no halgeno como elozono.

3.1.3 Contaminantes radiolgicos

Se deben considerar dos tipos de contaminacin radiolgica: la natural y laprovocada por el hombre.

Los radioncleos naturales (emisores alfa) ocurren algunas veces en aguassubterrneas, pero el tratamiento con cal-soda empleado para el ablandamientoes suficiente para eliminarlos, as como la smosis reversa.

Los radioncleos artificiales (emisores beta y gama) son el producto deresiduos de plantas atmicas o de fallas en su control y, por lo tanto, son fcilmentecontrolables si se ejerce una vigilancia permanente sobre ellas, ya que para sueliminacin se requieren estudios particulares en cada caso.

No se ha tratado el tema de los contaminantes radiolgicos porque se haconsiderado que estn fuera de los alcances de este manual.

50 Manual I: Teora

3.2 Criterios de seleccin de la fuente de agua cruda tomando en cuentalos aspectos fisicoqumicos

De acuerdo con lo expuesto anteriormente, para la adecuada seleccin deuna fuente de agua cruda con fines de potabilizacin, es necesario tener en cuentalas siguientes consideraciones:

a) El origen de la fuente de agua cruda y la identificacin de los principalesafluentes y/o probables aportes de contaminacin.

b) La calidad del agua cruda, teniendo en cuenta todos los parmetros quepueden influir en la salud de los consumidores.

c) El comportamiento de los constituyentes del agua, teniendo en cuenta losfactores ambientales que pueden influir en l.

d) La eficiencia del tratamiento empleado en la remocin de los txicosidentificados.

e) Los lmites mximos de cada parmetro establecidos por las normas decalidad para el agua de consumo humano.

Por otro lado, el manejo racional de la calidad del agua requiere elconocimiento bsico de los procesos que controlan la composicin qumica delagua, a fin de estar en condiciones de decidir y planificar un adecuado tratamiento.Entre los temas ms importantes estn los siguientes:

Las alteraciones fundamentales entre tomos y molculas. Las reacciones qumicas que involucran al agua y sus componentes lquidos,

slidos o gaseosos. Los medios usados para el estudio sistemtico de

capitulo i - aspectos fisicoquímicos del agua

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