Informe de experiencia sobre el rendimiento de descloración de aguas de consumo del proceso LaVie

Las aguas denominadas potables deben presentar una serie de características para que puedan destinarse a un consumo humano directo sin riesgos. Si los valores de los diferentes criterios pueden variar según los países, se pueden clasificar en tres categorías principales:

• parámetros fisicoquímicos (pH, COT, temperatura, conductividad, nitratos, amonio, cloruros, sulfatos, …)
• sustancias tóxicas
• parámetros microbiológicos (agentes patógenos como los coliformes fecales).

En Francia, se pueden encontrar estos criterios en el decreto del 11 de enero de 2007 relativo a los límites y referencias de calidad de las aguas brutas y de las aguas destinadas al consumo humano mencionadas en los artículos R. 1321-2, R. 1321-3, R. 1321-7 y R. 1321-38 del código de la salud pública.

Para garantizar la calidad de estas aguas, se aplican tratamientos a las aguas extraídas, según sus orígenes (aguas superficiales, aguas subterráneas, desalinización, pluviales, reutilización) antes de poder distribuirlas, asegurando que permanezcan aptas para el consumo humano hasta sus puntos de uso.

Los parámetros fisicoquímicos requeridos se alcanzan mediante la implementación de procesos de tratamientos fisicoquímicos y de separación. La desinfección requiere la implementación de soluciones de oxidación avanzada como la ozonización, la cloración y el tratamiento con luz UV. Cualquiera que sea el proceso implementado, una etapa de cloración se lleva a cabo con frecuencia antes de la distribución para asegurar la calidad bacteriológica del agua distribuida hasta su punto de uso, debido al poder residual del cloro.
Los procesos de cloración se utilizan con frecuencia para desinfectar las aguas en función de sus consumos (Salud Canadá, 2009)*. El cloro tiene un fuerte poder oxidante que permite matar o inactivar rápidamente (tiempo de contacto del orden de 30 minutos) los microorganismos presentes en las aguas y generalmente se utiliza en dos formas principales: sólida (tableta) o líquida (lejía o hipoclorito de sodio) según su amplia gama de usos (colectiva o individual). Además, el cloro presenta cierta estabilidad en el agua, lo que le confiere un poder residual; por lo tanto, es importante poder añadir dosis suficientes de cloro para asegurar la desinfección del agua por un lado y su poder residual durante el tiempo de distribución por otro.

Los procesos de desinfección por cloración presentan numerosas y reales ventajas en el sentido de que son eficaces, rápidos, económicos, multi-escalas y relativamente simples de implementar. Sin embargo, presentan una serie de desventajas que es importante tener en cuenta, ya que pueden tener un efecto en la salud humana. De hecho, una sobredosis de cloro puede provocar reacciones del cloro con otros compuestos presentes en las aguas, especialmente la materia orgánica (MO), para formar productos comúnmente llamados “Subproductos de Cloración” (SPC), algunos de los cuales se consideran nocivos para la salud humana. Numerosos estudios (Mouly et al., 2008†) han podido evidenciar las condiciones bajo las cuales se producen tales reacciones que conducen a la formación de SPC. Cerca de 600 SPC han podido ser identificados, entre los cuales se encuentran familias mayoritarias como los trihalometanos (THM) y los ácidos haloacéticos (HAA), que representan entre el 20 y el 30 % de la masa total de los SPC. Además, dosis de cloro residual demasiado altas pueden dar un sabor desagradable al agua de consumo.

Por lo tanto, es importante poder limitar y controlar la producción de estos SPC en las cadenas de tratamiento, así como en los circuitos de distribución. Esto se realiza esencialmente mediante una dosificación adecuada de cloro para oxidar la materia orgánica y limitar las concentraciones de cloro residual al final del tratamiento. Este punto es sensible para los procesos de cloración y no siempre es fácil de implementar en los sistemas de tratamiento, especialmente si la fuente presenta características y contenidos de MO variables en el tiempo. Desde este punto de vista, la OMS recomienda una concentración de cloro libre en el agua tratada distribuida comprendida entre 0,2 y 0,5 mg/l.

En los últimos años, se han desarrollado y comercializado procesos de desinfección con luz UV. Se basan en el principio de que los rayos UV tienen un efecto bactericida importante.

La radiación ultravioleta (UV) es una radiación electromagnética cuya longitud de onda de emisión es más corta que la de la luz visible y más larga que la de los rayos X. Representa cerca del 5 % de la energía electromagnética emitida por el sol y puede ser producida por lámparas, denominadas lámparas UV. En los rayos UV, se distinguen clásicamente tres categorías según su longitud de onda: UVA (400-315 nm), UVB (315-280 nm) y UVC (280-100 nm). Cabe señalar que, debido a la absorción de los rayos UV por la capa de ozono en la atmósfera, casi la totalidad (95%) de la luz UV proveniente del sol y que llega a la tierra pertenece a la categoría de los UVA.

Los rayos UV tienen efectos de modificación del ADN de las bacterias que permiten, según el tiempo de exposición, matarlas o inhibirlas y así impedir su reproducción. Finalmente, es importante señalar que los rayos UV también tienen efectos de destrucción de ciertos compuestos químicos, denominados fotosensibles, en el agua o la atmósfera. Por lo tanto, pueden participar en la fotodegradación de ciertos contaminantes químicos presentes en las aguas, incluso a baja concentración.

Los procesos de desinfección por lámparas UV son relativamente simples de diseñar, ya que consisten en instalar en un pequeño reactor la lámpara UV con el agua a tratar en lo que comúnmente se llama la cámara de irradiación. Estos procesos se desarrollan tanto a escala industrial y colectiva como a escala individual, especialmente debido a su simplicidad de uso. La literatura y los desarrollos industriales de estos procesos son numerosos e importantes (Oppenheimer et al., 1997)‡, pero se basan casi exclusivamente en el uso de lámparas de radiación UV de la categoría UVC.

En lo que respecta al uso de lámparas UVA (categoría de radiación del proceso LAVIE® de la empresa SOLABLE), hasta donde sé, actualmente no hay desarrollo industrial de este tipo de lámparas para el tratamiento de aguas, sin embargo, se ha demostrado la eficacia bactericida de las lámparas UVA (Hamamoto et al., 2007)§.

Para concluir sobre los procesos de desinfección con lámparas UV, presentan un gran número de ventajas. De hecho, son de uso simple tanto a escala industrial como a escala individual. No requieren el uso de reactivos químicos o soportes particulares y no modifican en este sentido las propiedades fisicoquímicas de las aguas a tratar. Finalmente, aunque la inversión inicial en este tipo de proceso puede parecer superior en comparación con otros procesos como la cloración, su costo operativo sigue siendo muy reducido, con una larga vida útil de las lámparas utilizadas, lo que lo hace competitivo desde este punto de vista. Sin embargo, persisten algunas desventajas en el uso de estos procesos. La acción bactericida de los procesos con lámparas UV no es residual, a diferencia de la cloración, por lo que su uso debe realizarse lo más cerca posible del punto de consumo y uso. Además, el uso de este tipo de proceso requiere que el agua tenga una claridad suficiente para no limitar la transmisión de los rayos UV en el agua. Finalmente, es difícil apreciar de forma inmediata la eficacia del tratamiento mediante la medición de un residual, como en el caso del uso de cloro, y optimizar la eficacia del tratamiento de estos procesos en el caso de una fuente caracterizada por una variación temporal de su calidad (especialmente bacteriológica).