Informe de expertos sobre el rendimiento del proceso LaVie en la decloración del agua potable

El agua potable debe reunir una serie de características para ser apta para el consumo humano directo. Aunque los valores de los distintos criterios pueden variar de un país a otro, pueden clasificarse en tres categorías principales:

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

En el caso de Francia, estos criterios se encuentran en el decreto de 11 de enero de 2007 sobre los límites de calidad y las referencias para el agua bruta y el agua destinada al consumo humano mencionados en los artículos R. 1321-2, R. 1321-3, R. 1321-7 y R. 1321-38 del código de salud pública.

Para garantizar la calidad de esta agua, se aplican tratamientos al agua extraída, dependiendo de su origen (aguas superficiales, subterráneas, desalinización, pluviales, reutilización) antes de que pueda distribuirse, garantizando que siga siendo apta para el consumo humano hasta el punto de uso.

Los parámetros fisicoquímicos requeridos se consiguen aplicando procesos de tratamiento y separación fisicoquímicos. La desinfección requiere el uso de soluciones de oxidación avanzadas como la ozonización, la cloración y el tratamiento con luz ultravioleta. Sea cual sea el proceso utilizado, la cloración se realiza muy a menudo antes de la distribución para garantizar la calidad bacteriológica del agua distribuida hasta el punto de uso, debido al carácter persistente del cloro.
Los procesos de cloración se utilizan con mucha frecuencia para desinfectar el agua destinada al consumo (Health Canada, 2009)*. El cloro tiene fuertes propiedades oxidantes, lo que le permite matar o inactivar rápidamente los microorganismos presentes en el agua (tiempo de contacto de unos 30 minutos). Generalmente se utiliza en dos formas principales, sólida (pastillas) o líquida (lejía o hipoclorito de sodio), en función de su amplia gama de usos (colectivos o individuales). Además, el cloro tiene cierta estabilidad en el agua, lo que le confiere un efecto persistente, por lo que es importante poder añadir dosis suficientes de cloro para garantizar tanto la desinfección del agua como su efecto persistente durante el periodo de distribución.

Los procesos de desinfección por cloración tienen muchas ventajas reales, ya que son eficaces, rápidos, baratos, multiescala y relativamente sencillos de aplicar. Sin embargo, tienen una serie de desventajas que es importante tener en cuenta, ya que pueden afectar a la salud humana. Una sobredosis de cloro puede hacer que éste reaccione con otros compuestos presentes en el agua, en particular la materia orgánica (MO), para formar productos conocidos comúnmente como "subproductos de la cloración" (CBS), algunos de los cuales se consideran nocivos para la salud humana. Numerosos estudios (Mouly et al., 2008†) han puesto de manifiesto las condiciones en las que tienen lugar dichas reacciones, que conducen a la formación de los SDC. Se han identificado cerca de 600 SPC, incluidas familias importantes como los trihalometanos (THM) y los ácidos haloacéticos (HAA), que en conjunto representan entre el 20 y el 30 % de la masa total de SPC. Además, dosis excesivas de cloro residual pueden dar al agua potable un sabor desagradable.

Por lo tanto, es importante poder limitar y controlar la producción de estos SPC tanto en las líneas de tratamiento como en los circuitos de distribución. Esto se consigue esencialmente mediante una dosificación adecuada de cloro para oxidar la materia orgánica y limitar las concentraciones de cloro residual al final del tratamiento. Se trata de un punto sensible para los procesos de cloración y no siempre es fácil de aplicar en los sistemas de tratamiento, sobre todo si las características y el contenido en MO del recurso varían con el tiempo. Desde este punto de vista, la OMS recomienda una concentración de cloro libre de entre 0,2 y 0,5 mg/l en el agua tratada distribuida.

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

La radiación ultravioleta (UV) es una radiación electromagnética con una longitud de onda de emisión más corta que la de la luz visible y más larga que la de los rayos X. Representa casi el 5 % de la energía electromagnética emitida por el sol. Representa casi el 5 % de la energía electromagnética emitida por el sol y puede producirse mediante lámparas, conocidas como lámparas UV. Los rayos UV se dividen clásicamente en tres categorías según su longitud de onda: UVA (400-315 nm), UVB (315-280 nm) y UVC (280-100 nm). Hay que señalar que, debido a la absorción de los rayos UV por la capa de ozono de la atmósfera, casi toda (95%) la luz UV procedente del sol y que llega a la Tierra pertenece a la categoría UVA.

Los rayos UV modifican el ADN de las bacterias, matándolas o inhibiéndolas, según la duración de la exposición, e impidiendo así su reproducción. Por último, es importante señalar que los rayos UV también tienen el efecto de destruir ciertos compuestos químicos, conocidos como compuestos fotosensibles, en el agua o la atmósfera. Por tanto, pueden intervenir en la fotodegradación de determinados contaminantes químicos contenidos en el agua, incluso en bajas concentraciones.

Los procesos de desinfección con lámparas UV son relativamente sencillos en su diseño, ya que consisten en colocar la lámpara UV en un pequeño reactor con el agua que se va a tratar en lo que comúnmente se conoce como cámara de irradiación. Estos procesos se han desarrollado tanto a escala industrial y colectiva como a escala individual, principalmente por su facilidad de uso. La bibliografía y los desarrollos industriales de estos procesos son numerosos y significativos (Oppenheimer et al., 1997)‡ pero se basan casi exclusivamente en el uso de lámparas de radiación UV de la categoría UVC.

En cuanto a la utilización de lámparas UVA (categoría de radiación del proceso LAVIE® de SOLABLE), aunque que yo sepa no existe actualmente ningún desarrollo industrial de este tipo de lámparas de tratamiento del agua, los trabajos han demostrado no obstante la eficacia bactericida de las lámparas UVA (Hamamoto et al., 2007)§.

En conclusión, los procesos de desinfección con lámparas UV ofrecen un gran número de ventajas. Son fáciles de utilizar tanto a escala industrial como individual. No requieren el uso de reactivos químicos ni medios especiales, por lo que no alteran las propiedades fisicoquímicas del agua a tratar. Por último, aunque la inversión inicial en este tipo de procesos puede parecer más elevada que en otros procesos como la cloración, su coste de explotación sigue siendo muy bajo, con una larga vida útil de las lámparas utilizadas, lo que lo hace competitivo desde este punto de vista. Sin embargo, la utilización de estos procesos sigue presentando una serie de desventajas. A diferencia de la cloración, la acción bactericida de los procesos con lámparas UV no es duradera, por lo que deben utilizarse lo más cerca posible del punto de consumo y uso. Además, este tipo de proceso requiere que el agua tenga previamente una claridad suficiente, para no limitar la transmisión de la radiación UV en el agua. Por último, es difícil evaluar inmediatamente la eficacia del tratamiento midiendo un residuo, como en el caso del cloro, y optimizar la eficacia del tratamiento de estos procesos en el caso de un recurso caracterizado por variaciones temporales de su calidad (sobre todo bacteriológica).