1 CURSO “CONTAMINACION DE AGUAS”Dra. Isel Cortés Nodarse

2 Tema 2: Agua potable

3 ¿QUÉ ES “AGUA POTABLE”? “Es aquella que se puede beber sin peligro para la salud humana, tiene condiciones estéticas agradables y no presenta problemas en su uso doméstico”. La presencia de partículas en suspensión o disueltas pueden ocasionar diferentes problemas, tales como olor y sabor desagradable, color, turbiedad, corrosión, dureza, toxicidad y enfermedades. Generalmente es necesario someter al agua a tratamiento para cumplir con los requisitos de calidad exigidos por las normas.

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5 USO DE AGUA PARA FINES DOMESTICOS (Fuente MOP-CORFO 1992) Región Población (MILES) Cobertura (%) Consumo (10 km3) Bruto (m3/s) Dotación bruta (l/hab/dia) I 331 98 35.5 1.13 294 II 350 99 35.9 1.14 281 III 161 23.2 0.74 395 IV 223 28 0.89 237 V 1160 96 144.2 4.57 341 RM 5296 586.9 18.6 304 VI 376 97 41.9 1.33 305 VII 437 49.2 1.56 308 VIII 1199 108.3 3.43 247 IX 451 33.5 1.06 203 X 53 44 1.4 XI 52 7.6 0.24 393 XII 139 18.7 369 SUBTOTAL 10 784 36.6 RURAL CONCE 692 79 26.5 0.84 105 TOTAL 11 476 37.5 283

6 REQUISITOS DEL AGUA: NORMAS CHILENASLa NCh 1333 fija criterios de calidad del agua de acuerdo a requerimientos científicos referidos a aspectos físicos, químicos y biológicos, según el uso determinado de ésta. Específicamente establece criterios de calidad del agua para: Consumo humano Bebida de animales Riego Recreación y estética Vida acuática

7 Requisitos de calidad de agua para consumo humanoSe encuentran en la NCh 409. Consta de dos partes: Establece los requisitos que debe cumplir el agua potable: NCh 409/1 Of. 84 parámetros físicos, químicos, bacteriológicos, radiactivos, desinfección. Establece requisitos de NCh 409/2 Of muestreo y métodos de ensayos (analíticos).

8 RAZONES PARA FIJAR LÍMITES MÁXIMOS EN AGUA POTABLECONSTITUYENTE RAZONES 1.Parámetros Físicos Turbiedad Estéticas Color Estéticas Olor Estéticas Sabor Estéticas 2. Parámetros Químicos Arsénico Toxicidad, veneno acumulativo Cadmio Toxicidad acumulativa Cloruro Sabor, corrosión (caliente) Cobre Sabor, decoloración, corrosión Cromo Toxicidad, cancerígeno

9 Hierro Sabor, color Fluoruro Fluorosis Manganeso Sabor, color, turbiedad Magnesio Dureza Nitrato Metahemoglobinemia (infantes) Plomo Toxicidad acumulativa Selenio Toxicidad, alteración sistema nervioso Sulfatos Irritación gastrointestinal Zinc Sabor, depósitos de arena Triclorometano Toxicidad. Cancerígeno Elmtos. Radiactivos Radiación Pesticidas Toxicidad 3. Parámetros Bacteriológicos Coliformes Riesgo de enfermedades

10 EFECTOS DE LA MATERIA ORGÁNICA EN EL AGUA TOXICIDAD: Algunos productos tales como los pesticidas son tóxicos para los hombres y vida acuática. ESTÉTICA: Otros compuestos orgánicos producen malos olores, colores, sabores (fenoles), espumas y costras de grasas y aceites flotantes. Existen algunas algas que otorgan mal gusto o malos olores al agua. DISMINUCIÓN DEL OXÍGENO DISUELTO: Los com- puestos orgánicos son fuente de carbono y energía para algunas bacterias y otros m.o. Que oxidan la materia orgánica en condiciones aerobias: C6H12O6 + 6 H2O  6 CO2 + 6 H2O + Energía C6H12O6 + Energía  (CH2O)n (tejido celular)

11 CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICALos m.o. son especies vivientes que pertenecen al reino protista y que no son visibles al ojo humano (< 100 m). Están presentes en casi toda la naturaleza: se encuentran en el agua, suelo, suspendidos en la atmósfera y en casi todas las formas superiores de vida. El agua es un hábitat natural para muchos m.o. y éstos tienen gran importancia en lo que respecta a su calidad. Existen otros que no son residentes habituales del agua; sin embargo, pueden llegar a ella por descargas de desechos humanos y de animales Los más importantes: bacterias, virus, algas, hongos y protozoos.

12 Existe un grupo de enfermedades conocidas como enfermedades hídri-cas, pues su vía de transmisión se debe a la ingestión de agua contami-nada. Es entonces conveniente determinar la potabilidad desde el punto de vista bacteriológico. Buscar gérmenes como Salmonella, Shigella, trae inconvenientes, pues normalmente aparecen en escasa cantidad. Por otra parte su superviven-cia en este medio desfavorable y la carencia de métodos sencillos y rápi-dos, llevan a que su investigación no sea satisfactoria, máxime cuando se hallen en número reducido. En vista de estos inconvenientes se ha buscado un método mas seguro para establecer la calidad higiénica de las aguas, método que se basa en la investigación de bacterias coliformes como indicadores de conta-minación fecal. El agua que contenga bacterias coliformes se considera potencialmente peligrosa, pues en cualquier momento puede llegar a vehiculizar bacterias patógenas, provenientes de portadores sanos, individuos enfermos o animales.

13 Bacterias coliformes La NCh 409/1 of. 84 establece que el agua potable debe estar exenta de m.o. de origen fecal. Además, para el agua distribuida en redes, pide que se cumplan en forma simultánea las siguientes condiciones:

14 PRINCIPALES ENFERMEDADES DE ORIGEN HÍDRICO ORIGINADOS POR BACTERIASENFERMEDAD AGENTE Fiebres tifoideas y paratifoideas Salmonella typhi Salmonella Paratyphi A y B Disentería bacilar Shigella Cólera Vibrio cholerae Gastroenteritis agudas y diarreas Escherichia coli Campylobacter jejuni Campylobacter coli Yersinia enterocolitica Salmonella sp Shigella sp

15 En el caso de Santiago, la alteración de la calidad del agua está determinada fundamentalmente por la descarga, a los drenes naturales de aguas servidas compuestas fundamentalmente por desechos orgánicos humanos, jabones, detergentes, grasas, residuos líquidos domésticos e industriales. Todos estos agentes son vertidos mediante el sistema de alcantarillado a los ríos alterando y desequilibrando el ecosistema natural. Las aguas servidas son una de las principales amenazas para la salud humana, ya que ellas son el principal medio de difusión de enfermedades infecciosas, como fiebre tifoidea, cólera, salmonelosis, diarrea, hepatitis A, poliomielitis, disentería y otras enfermedades parasitarias.

16 El agua para beber debe cumplir con una serie de requisitos de calidad física, química y biológica.  Desde el punto de vista físico el agua debe ser traslúcida, con una turbiedad y color mínimo -según normas de las autoridades de Salud-, inodora e insípida.  Los requisitos de calidad química implican que el agua potable no debe contener los siguientes elementos o compuestos en concentraciones totales mayores que las indicadas en la tabla a continuación.

17 CONTENIDO MÁXIMO DE ALGUNOS PESTICIDAS EN AGUA POTABLENOMBRE TÉCNICO LÍMITE MÁX. mg/L DDT 1 Heptacloro epóxico 0,1 Lindano 3 Clordano 0,3 Hexanoclorobenceno 0,01 Aldrin 0,03 Diedrin Endrin 0,2 Metoxiclor 30

18 CONTENIDO MÁXIMO DE ALGUNOS METALES EN AGUA POTABLENOMBRE TÉCNICO LÍMITE MÁX. mg/L Cd 0.01 Cu 1.0 Cr 0.05 Mn 0.1 Hg 0,001 Pb 0,05 Zn 5.0 Mg 125 As

19 El objetivo para obtener un agua limpia y sana, potable, de un agua natural, es remover los sólidos suspendidos, aglomerar y decantar los coloides y desinfectarla de organismos patógenos.    El agua natural, cruda o impura, puede provenir de ríos, lagos, embalses o de fuentes subterráneas.  El tratamiento de estas aguas suele constar de varias etapas.  En el caso de aducción superficial, el tratamiento comprende las etapas de filtración gruesa, sedimentación mediante el proceso físico´químico de coagulación-floculación, filtración por arena y desinfección.  Después de la filtración gruesa a través de rejas y mallas donde quedan piedras, ramas y otras impurezas que flotan o se arrastran, el agua se deja reposar en estanques desarenadores en los cuales se asienta la arena fina y otras partículas pequeñas.  Luego el agua se hace pasar a otros estanques en los cuales coagulan las partículas muy finas, como las arcillas coloidales, mediante la adición de sulfato de aluminio o cloruro o sulfato férrico, sales que producen la aglomeración de los coloides con formación de agregados coloidales, o flóculos que pueden decantar debido a su mayor tamaño y peso. 

20 La coagulación implica tres etapas: adición de coagulante, desestabilización de la partícula coloidal y formación de flóculos.  La adición de sales coagulantes como las ya dichas sulfato de aluminio, sulfato férrico o cloruro férrico, produce cationes poliméricos tales como [Al13O4(OH)24]7+ y  [Fe3(OH)4]5+  cuyas cargas positivas neutralizan las cargas negativas de los coloides, permitiendo que las partículas se unan formando aglomerados pequeños denominados flóculos.

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23 La reunión de estos flóculos pequeños en conglomerados mayores  (floculación) se realiza con ayuda de polímeros polielectrolíticos, que permiten la decantación a velocidades altas de sedimentación.  Debido a que la coagulación y la inmediata etapa de floculación ocurren muy rápidamente, en la práctica poco se distinguen.   Las dosis de coagulantes son mayores a 0,03 milimoles/litro como Fe y mayores a 0,05 mmol/L  como Al  y el pH más cercano al neutro, es el más adecuado.  Los polielectrolitos más usuales son las poliacrilamidas con grupos carboxilato. 

24 Una vez decantados y filtrados los flóculos, a través de arena,  el agua se somete a desinfección.  El principal desinfectante que se emplea es el cloro.  La disolución de este gas en agua a 25°C y 1 atmósfera de presión es aproximadamente 7g/L.  Cuando el cloro se disuelve en agua, reacciona con ésta para formar ácido hipocloroso (HOCl): 

25 De todas estas especies que se generan por reacción con agua, sólo el ClO- y HOCl son  bactericidas, por lo que para cualquier tratamiento de desinfección es preciso operar a un  pH que permita la máxima concentración de estas especies.     El agua desinfectada se filtra y debe quedar al menos con 0,2 mg/L de cloro residual para prevenirla de contaminación biológica en el camino de la planta al consumidor. 

26 El siguiente esquema  muestra el tratamiento para la potabilización de aguas crudas.

27 El abastecimiento de agua potable para cerca de 5. 000El abastecimiento de agua potable para cerca de del total de personas que habitan en la Región Metropolitana, lo realiza la Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias (EMOS) que produce m3 de agua potable al día.  El agua cruda que en un 85% es de origen superficial, se libera de piedras y otros materiales, para luego pasar a estanques desarenadores.  El agua así tratada se conduce a la planta de coagulación y floculación donde el movimiento lento de ella ayuda a la formación de flóculos.  El proceso de coagulación-floculación se repite por lo que luego de  una segunda decantación , el agua se hace pasar por debajo de estaques, donde hay capas de arena y carbón.  Finalmente se somete a cloración.

28 DESINFECCIÓN Proceso por el cual los microorganismos (m.o.) patógenos son destruidos o inactivados Definición: Métodos de desinfección: Agentes Químicos Agentes Físicos Medios Mecánicos Radiación

29 Agentes físicos: * Luz (radiación ultravioleta) * CalorDESINFECCIÓN Agentes químicos: * Cloro y sus compuestos * Bromo * Yodo * Ozono * Alcoholes * Fenol y compuestos fenólicos * Colorantes * Metales pesados y comp. afines * Jabones * Compuestos amoniacales 4rios. * Agua oxigenada * Ácidos y álcalis diversos Agentes físicos: * Luz (radiación ultravioleta) * Calor Medios mecánicos: * Equipos utilizados en el trata miento de aguas residuales (por ej.: tamices de malla fina (10 a % eliminación); desarenadores (10 – 25%); sedimentación (40 – %), etc.) Radiación: * Rayos gamma

30 TIPOS DE DESINFECCIÓN + IMPORTANTES:De los múltiples sistemas de desinfección, los de relevancia para su uso en el tratamiento de efluentes líquidos son aquellos basados en la adición de agentes químicos, principalmente cloración y ozonación, y en irradiación, principalmente mediante luz ultravioleta.

31 DESINFECCIÓN CLORACIÓN El cloro y sus derivados han sido utilizados como desinfec-tantes desde el siglo antepasado. Su uso en la producción de agua potable es también anti-guo, encontrándose difundido a comienzos del siglo pasado. Su uso como agente sanitizante en aguas residuales es posterior, pero actualmente es una práctica común. Su uso en aguas contaminadas con materia orgánica comen-zó a ser cuestionado a partir de los años 60’s, al compro-barse la formación de compuestos organoclorados poten-cialmente cancerígenos. Ello ha promovido muchos estudios para reemplazar el cloro como agente sanitizante en aguas residuales, sin embargo, por consideraciones económicas, resulta difícilmente sustituible.

32 DESINFECCIÓN CLORACIÓN Por lo anterior, suele optarse por su uso, al eva-luarse que los riesgos sanitarios que evita son de mucho mayor relevancia que sus potenciales efec-tos tóxicos. Sin embargo, es evidente la importancia de susti-tuirlo por agentes más inocuos. El mecanismo de sanitización del cloro no ha sido totalmente dilucidado, pero se ha postulado que su efecto está principalmente asociado a la inactiva-ción de enzimas esenciales para la viabilidad celu-lar de los m.o. (enzimas con grupos –SH oxidables en su sitio activo, esenciales para la respiración celular)

33 Los dos son bactericidas, pero el HClO lo es en mayor grado. DESINFECCIÓN CLORACIÓN El cloro es un oxidante enérgico y al disolverse en agua ocurre la siguiente reacción: Cl2 + H2O  HClO + HCl HClO  ClO- + H+ Los dos son bactericidas, pero el HClO lo es en mayor grado.   El equilibrio de la reacción depende del pH. El HClO es activo a bajos pH (el HCl favorece).

34 DESINFECCIÓN CLORACIÓN En presencia de compuestos nitrogenados de tipo amoniacal o compuestos sulfurados, el cloro reacciona químicamente con ellos, disminuyendo su concentración efectiva como sanitizante: NH3 + HClO  NH2Cl + H2O S= + 4 HClO  SO4= + 4HCl Las cloraminas formadas tienen también un cierto carácter sanitizante, pero se ha comprobado que en dosis elevadas con cancerígenas. La materia orgánica también reacciona con el cloro, produ-ciendo cloroderivados. Compuestos fenólicos producen mono, di y triclorofenoles, responsables de olores desagra-dables.

35 DESINFECCIÓN CLORACIÓN En aguas residuales, debe considerarse entonces el cloro consumido químicamente, lo que se denomina demanda de cloro. La dosificación de cloro debe ser siempre superior a la demanda, de modo de asegurar que la concentración de cloro disponible como sanitizante (cloro libre residual) sea la adecuada.

36 DESINFECCIÓN CLORACIÓN Métodos de Cloración: Alimentación a presión: Se realiza por adición directa de cloro a presión a través de difusores. Alimentación a vacío: Saturación de una porción de agua con cloro gaseoso y posterior mezclado con el agua restante.

37 DESINFECCIÓN CLORACIÓN La cloración es y seguirá siendo el método por excelencia para la sanitización de agua potable. Sin embargo, la adición de cloro a agua residuales produce un gran nº de compuestos clorados, potencialmente tóxicos, por lo que existe una razonable preocupación por el uso difundido de la cloración en la sanitización de esta agua y la urgencia de sustituirlo por tratamientos más seguros.

38 Compuestos utilizados:DESINFECCIÓN DECLORACIÓN Es la práctica que consiste en la eliminación de la totalidad del cloro combinado residual presente en el agua después de la cloración, para reducir los efectos tóxicos de los efluentes descargados a los cursos de agua receptores o destinados a la reutilización. Compuestos utilizados: Dióxido de azufre (SO2) Carbón activado Sulfito de sodio (Na2SO3) Metabisulfito de sodio (Na2S2O5)

39 DESINFECCIÓN DECLORACIÓN Carbón activado: Proporciona una completa eliminación, tanto del cloro residual libre como del combinado. Las reacciones son las siguientes: Reacción con el cloro: C + 2 Cl H2O  4 HCl + CO2 Reacción con las cloraminas: C + 2 NH2Cl + 2 H2O  CO2 + 2 NH4Cl C + 4 NHCl2 + 2 H2O  CO2 + 2 N2 + 8 HCl Se utiliza en filtros de gravedad o a presión. Dado que se ha comprobado que la utilización del C activado es efectiva y fiable, se debe de tener en cuenta.

40 Desde hace años hay una cierta controversia entre los partidarios y los detractores del uso de hipoclorito en la desinfección de aguas de bebida y de superficies duras. En ambos casos hay argumentos considerados de peso, por lo que ha sido necesario realizar estudios de investigación en los que se delimiten las ventajas e inconvenientes reales de su uso.

41 En junio de 1997 se inició un estudio en EEUU para determinar la toxicidad crónica de los productos derivados de la desinfección (Disinfection by products o DBP). Tras varios años de trabajo se empiezan a tener resultados que muestran que los subproductos generados pueden tener algún tipo de efecto sobre la salud. Ninguno de estos resultados, sin embargo, puede considerarse como definitivo o concluyente en sentido estricto.

42 Aunque hayan surgido sospechas acerca de la toxicidad del hipoclorito tras el tratamiento del agua, no se pueden obviar una serie de hechos fundamentales. El consumo de agua, a lo largo de nuestra historia, ha sido el origen de una gran cantidad de enfermedades que han supuesto la propagación de multitud de plagas. Sin ir más lejos, infecciones como la disentería, colibacilosis, el cólera o el tifus.

43 Las primeras propuestas para un adecuado tratamiento del agua se inician en 1892, tras la demostración, por parte de Robert Koch, de la eficacia de la filtración en la mejora de la seguridad del agua. Unos años después, con el primer tratamiento por cloración en la ciudad de Jersey (EEUU) asociado a una primera decantación y filtración, se consiguió una disminución del número de casos de fiebres tifoideas desde casos por cada habitantes a 7 en 20 años.

44 Actividad del cloro El cloro puede reaccionar con la material orgánica, dando lugar a la formación de productos resultantes de la desinfección (DBP). Los más frecuentes son los trihalometanos (cloroformo, etc.), pero también otros como el MX [3-cloro-4-(diclorometill)-5-hidroxi-2(5H)-furanona] y sus derivados.

45 Actividad del cloro La posible formación de estas sustancias tóxicas entra en conflicto con la aplicación de los desinfectantes, especialmente para el tratamiento de aguas. Al aplicar sustancias oxidantes como el hipoclorito de sodio, la popular lejía, se pretende controlar un peligro real asociado a la contaminación microbiológica. Por este motivo, cuando se aplica se pretende controlar microorganismos patógenos presentes en el agua y que pueden afectar a enormes grupos de población.

46 Actividad del cloro En consecuencia, prohibir su uso en la desinfección de agua, por su potencial efecto carcinogénico, puede no ser una buena solución. De hecho, el riesgo de padecer una enfermedad microbiana de transmisión alimentaria es de entre 1 y 10, mientras que el de carcinogénesis por estos productos es de entre 0,0001 y 0,

47 Actividad del cloro Un claro ejemplo de lo que podría ocurrir si se limita su uso es lo ocurrido en Perú en el año El gobierno de este país siguió las recomendaciones de la EPA (agencia de protección de medio ambiente de EEUU), relativas a los riegos de los DBP en aguas tratadas con hipoclorito. Al disminuir los niveles de cloración de las aguas de consumo, la contaminación de las mismas no fue controlada, contabilizándose un total de de casos de infección y unos muertos hasta el año 1995.

48 Formación de tóxicos Di y tri-cloraminas, dos de los subproductos que se generan en el proceso de desinfección, no se forman inmediatamente tras la cloración. El cloro reacciona primero con el amoniaco y los restos amino, formando mono-cloraminas. Si tras esta primera reacción se continúa incrementando la dosificación de cloro, a fin de mantener la concentración de cloro libre constante, se formarán las di y tri-cloraminas.

49 Formación de tóxicos Si se continua adicionando cloro, se produce un efecto inverso, de forma que estas sustancias suelen tender a disminuir, e incluso desaparecer, cuando vuelve a detectarse cloro libre en la solución acuosa. En los países de nuestro entorno, la cantidad de amoniaco libre en el agua de consumo es muy baja, por lo que altas concentraciones de estas sustancias no es esperable, y sus riesgos asociados, por tanto, prácticamente despreciables.

50 Formación de tóxicos Sin embargo, aunque estas sustancias no se lleguen a formar, sí que se ha detectado la formación de otros productos DBP que pueden tener acciones tóxicas. La excepción en los sistemas de distribución o consumo de agua son las piscinas. En éstas sí que se llegan a formar las cloraminas, debido a que la concentración de amoniaco es mucho mayor.

51 Formación de tóxicos Además, las mono-aminas poseen actividad desinfectante, mientras que las di y tri-cloraminas poseen una actividad antimicrobiana mucho menor. En este caso su formación induce a irritación de las mucosas, por lo que suelen ser las responsables del enrojecimiento de los ojos al estar en contacto durante mucho tiempo con el agua tratada de una piscina.

52 Según los datos que disponemos en la actualidad, se han detectado más de 500 sustancias diferentes derivadas de los procesos de desinfección. De estas, aproximadamente 50 han sido consideradas como potencialmente peligrosos y de ellos se han establecido como de alta prioridad el MX, formas brominadas de MX (BMX), halonitrometanos, iodo-trihalometanos y las especies brominadas de halometanos, haloacetonitrilos, halocetonas y haloamidas. En la actualidad, de todos ellos, es el MX y sus derivados los que más preocupación suscitan.

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54 Todo este conjunto de sustancias poseen en común la complejidad de su estudio pormenorizado y aún no se disponen de datos concluyentes que permitan confirmar definitivamente su implicación en posibles casos de tumores en personas.

55 Con respecto al proceso de tratamiento, se ha señalado que una vez se han producido estas sustancias es posible su disminución, incluso su eliminación mediante procedimientos de tipo físico-químico. Así, el tratamiento posterior con ozono o la filtración con carbón activo reducen significativamente los MX e incluso sus precursores. Sin embargo, se ha demostrado que la cloración posterior induce de nuevo la formación de las mismas sustancias.

56 A la vista de los resultados obtenidos, la estrategia a seguir para un consumo seguro de agua podría basarse en un primer tratamiento con hipoclorito en las aguas con elevadas contaminaciones microbianas. Con posterioridad, se hará también imprescindible un tratamiento con ozono, filtración en carbón activo o una asociación de ambos para limitar la presencia de subproductos potencialmente tóxicos.

57 Ozono ¿Quién no ha oído alguna vez hablar del agujero de la capa de Ozono? Sin duda que a cualquiera de nosotros nos da una idea de que el ozono es una sustancia de tremenda importancia para la vida en la Tierra. Es más, nos podemos atrever a decir abiertamente que sin este fantástico y famoso gas, nuestra vida y la de los organismos que nos rodean estaría condenada a la desaparición.

58 Ozono El ozono es una molécula de oxígeno, difiere en el oxígeno común en que este último está formado por dos átomos de oxígeno y el ozono por tres. Se forma cuando una molécula de oxígeno común se escinde al aplicarle una energía suficiente, de tal forma que cada uno los dos átomos se unirían a una molécula de oxígeno formando dos moléculas de ozono.

59 Ozono El ozono fue descubierto en el año por Von Marum que apreció su olor característico. Hubo de pasar un tiempo para ser clasificado y ya en el año 1 840, Shümbein lo llamó “OZONO”, nombre que proviene del griego que significa “olor”. Pero a pesar de esto, hasta no se descubrió su verdadera naturaleza, ya que se creía que se trataba de un peróxido de hidrógeno. Ese año, Soret confirmó que se trataba de un compuesto formado por tres átomos de oxígeno. 

60 Las propiedades del ozono son las siguientes:Peso molecular (PM) Temperatura de condensación º C Temperatura de fusión –192,5 º C Temperatura Crítica átm. Densidad ,32 Densidad (líquido a –182 º C) gr/cm 3 Peso del litro de gas (a 0º y 1 átm.) ,144 gr.

61 En condiciones normales de presión y temperatura, el OZONO es inestable; aumentando dicha inestabilidad por aumento de temperatura y humedad llegando a ser total por encima de los 200º C.  Su grado de mayor estabilidad lo alcanza a los –50º C y presión igual a 38 mm Hg, es decir, una venteaba parte de la presión atmosférica.  A temperatura ambiente, ataca lentamente a los compuestos orgánicos saturados aumentando dicho ataque a temperaturas de 78º C e incluso inferiores.  Frente a los compuestos orgánicos no saturados, forma ozónidos, compuestos muy inestables y que dan lugar a aldehídos, acetonas, ácidos carboxílicos, etc. 

62 Después de lo anteriormente expuesto, podemos decir que EL OZONO es:Después del flúor, el compuesto más oxidante, debido a su facilidad para captar electrones. De fácil descomposición. En estado gaseoso es ligeramente azul, azul oscuro en fase líquida y rojo oscuro en fase sólida. Presenta estructura molecular típicamente angular entre los tres átomos de oxígeno que componen su molécula. En igualdad de condiciones, además, es más estable en el agua que en el aire.

63 De forma natural se produce en procesos aislados, como puede ser la caída de un rayo o en ciertas condiciones de contaminación urbana asociado a efectos fotoeléctricos. Debido a su altísimo poder oxidante y desinfectante comenzó a usarse para una gran cantidad de aplicaciones enfocadas al tratamiento de aguas, aires y eliminación de olores. Su desventaja respecto a otros desinfectantes como el cloro es que debe producirse “in situ” y disuelto en el agua tiene un periodo de vida corto no ejerciendo un poder desinfectante a largo plazo.

64 Las ventajas del uso de ozono son innumerables:El ozono posee un altísimo aumento en la eficacia de la desinfección en relación con otras especies desinfectantes provocando la eliminación e inactivación de virus, bacterias, hongos, esporas, algas y protozoos. Elimina una gran cantidad de sustancias perjudiciales, las cuales oxida como el hierro o el manganeso descomponiendo detergentes, pesticidas, herbicidas, trihalometanos y neutralizando cianuro, amoniacos, nitritos, urea, etc.

65 Las ventajas del uso de ozono son innumerables:Elimina todo tipo de olores y colores en el agua. Provoca un aumento en la claridad del agua y el rendimiento de los filtros, ya que actúa como floculante. Para el tratamiento de piscinas, el ozono es el más eficaz que se conoce. Además de mejorar sustancialmente la calidad de desinfección de una piscina tratada con cloro evita muchos de los problemas que éste tratamiento tradicional conlleva. Nos referimos al típico olor a piscina producido por la formación de cloraminas, irritaciones, malestares, asma, trajes de baño desteñidos, etc.

66 Las ventajas del uso de ozono son innumerables:El empleo del cloro también tiene consecuencias de desgastes estructurales en las instalaciones debido a la corrosión que produce y en ocasiones su almacenamiento origina problemas tanto de corrosión como de seguridad por la manipulación de esta sustancia. Además de esto, el efecto floculante del ozono así como su capacidad de destrucción de la materia orgánica, permite un aumento en la eficacia de los filtros, y por tanto una transparencia del agua sin precedentes en otros tipos de tratamiento. Por otra parte, el empleo de ozono para natación de alto nivel, permite un mayor rendimiento en los nadadores ya que se evita la alta concentración de cloro gas sobre la superficie de la piscina y en cambio se sustituye por una concentración elevada de oxígeno como consecuencia de la descomposición del ozono en el agua. Esto permite una mejora en las marcas del deportista y contribuye a la salud del mismo evitando los efectos perniciosos del cloro a largo plazo.

67 Las ventajas del uso de ozono son innumerables:Se evita la manipulación y el manejo de sustancias químicas que pueden resultar peligrosas como el cloro. Pero, sobre todo, la ausencia de cloraminas y todo tipo de compuestos derivados del cloro que como vimos resultan altamente molestos y perjudiciales para la salud.

68 Principales efectos de ozonación del agua potable1) Desinfección bacterial e inactivación viral 2) Oxidación de inorgánicos como hierro, manganeso, metales pesados ligados orgánicamente, cianuros, sulfuros y nitratos. 3) Oxidación de orgánicos como detergentes, pesticidas, herbicidas, fenoles, sabor y olor causados por impurezas.

69 Desinfección e inactivación viral:Bacterias y la inactivación viral se relacionan con la concentración del ozono en el agua y su duración de contacto con los microorganismos. Las bacterias son las que más rápidamente son destruidas. Las bacterias E-Coli son destruidas por concentraciones de ozono de un poco más de 0,1 mg/litro y una duración de contacto de 15 segundos a temperaturas de 25 ºC y 30 ºC . Streptococcus tecalis son destruidos mucho más fácilmente. A concentraciones de ozono de aproximadamente 0,025 mg/litro, se obtiene un 99,9% de inactivación en 20 segundos o menos a ambas temperaturas. Los virus son más resistentes que las bacterias. Estudios pioneros por científicos de Salubridad Pública Francesa en los años 60 han demostrado que el poliovirus tipos I, II y III quedan inactivados por medio de exposición a concentraciones de ozono disuelto de 0,4 mg/litro por un período de contacto de cuatro minutos.

70 Oxidación de inorgánicos:En el caso del hierro, el manganeso, y de varios compuestos arsénicos, la oxidación ocurre muy rápidamente, dejando compuestos insolubles que se puede quitar fácilmente por medio de un filtro de carbón activado. Iones de sulfuro son oxidados a iones sulfatos, una sustancia inocua.

71 Oxidación de orgánicos:  El ozono es un agente muy poderoso en el tratamiento de materiales orgánicos. Los orgánicos son naturales (ácidos de humectación y fúmicos) o sintéticos (detergentes, pesticidas) en esencia. Algunos orgánicos reaccionan con ozono muy rápidamente hasta la destrucción, dentro de minutos o aún segundos (fenol, ácido fórmico), mientras otros reaccionan más lentamente con ozono (ácidos de humectación y fúmicos, varios pesticidas, tricloretano etc.). En algunos casos, los materiales orgánicos son oxidados solamente parcialmente con ozono. Una ventaja principal de oxidación parcial de materiales orgánicos es que al oxidarse parcialmente, los materiales orgánicos se polarizan mucho más que originalmente, produciendo materiales insolubles complejos que se pueden quitar con filtros de carbón activado.

72 Eliminación de turbidez:La turbidez del agua se elimina por ozonización a través de una combinación de oxidación química y neutralización de carga. Las partículas coloidales que causan turbidez son mantenidas en suspensión por partículas de carga negativas que son neutralizadas por el ozono. El ozono además destruye los materiales coloidales por medio de la oxidación de materias orgánicas.

73 Eliminación de olores, colores y sabores:La oxidación de la materia orgánica, metales pesados, sulfuros y sustancias extrañas, produce la supresión de sabores y olores extraños que el agua pudiera contener, proporcionando una mejora en la calidad y el aspecto del agua, haciéndola más adecuada para su consumo y disfrute.

74 Tratamiento con ozono En primer lugar, debido al fuerte poder oxidante la calidad de la desinfección con ozono es muy superior a la que se consigue con un tratamiento con cloro. De esta forma, se consiguen eliminar virus, bacterias y microorganismos en general cloro-resistentes. Gracias también a este elevado potencial de oxidación conseguimos precipitar metales pesados que pueden encontrarse en disolución y eliminar compuestos orgánicos, pesticidas, y todo tipo de olores y sabores extraños que el agua pudiera contener. Otra de las importantes ventajas del uso del ozono frente al cloro es la rapidez con la que actúa lo cual nos permite realizar tratamientos muy efectivos en pocos segundos o minutos cuando para realizar un tratamiento de desinfección con cloro es necesario un tiempo de contacto muy superior.

75 Tratamiento del agua con ozonoLa técnica se basa, fundamentalmente, en lograr un tiempo de contacto adecuado del agua, con la cantidad adecuada de ozono. Concentraciones de entre 0.5 y 0.8 mg/l de ozono durante unos tres o cuatro minutos son suficientes para conseguir una calidad de agua excepcional y desinfectada. Tras el tratamiento, el ozono se descompone en oxígeno tras varios minutos no dejando ningún tipo de residual, pero por consiguiente, tampoco existirá ningún residual desinfectante que pudiera prevenir el crecimiento bacteriológico.

76 Tratamiento del agua con ozonoEn los casos en los que sea necesario asegurar que el agua de consumo ha sido recién tratada con ozono, el sistema de ozonización se realizará en un depósito con un caudal de recirculación, en donde mediante un inyector vénturi se añadirá la producción de ozono adecuada, esta cantidad de ozono y por tanto, la concentración de ozono residual en el depósito depende, en primer lugar, de las características de producción del equipo, y en segundo lugar, del tiempo de funcionamiento y parada del mismo. Es decir, mediante el temporizador, es posible aumentar y disminuir el tiempo de producción y de parada consiguiendo en estado estacionario una mayor o menor concentración de ozono. Para sistemas más complejos de regulación y control puede instalarse una sonda de medición de ozono residual en el agua que actúe directamente sobre la producción del equipo para alcanzar el valor de consigna preestablecido como el ideal de concentración de ozono en el agua.

77 Tratamiento del agua con ozonoEn función del tipo de instalación y la demanda pueden existir otras muchas posibilidades como puede ser inyectar el ozono directamente en la tubería mediante un by-pass o instalar el generador de ozono directamente en el grifo de consumo. En definitiva, un tratamiento con ozono nos permite disfrutar de un agua de excelente calidad libre de microorganismos patógenos y en ausencia de cloro y todos los problemas que este agente biocida conlleva.

78 RADIACIÓN ULTRAVIOLETADESINFECCIÓN RADIACIÓN ULTRAVIOLETA El uso de energía radiante (ER) como agente sanitizante es relativamente reciente. Entre los distintos tipos de ER, la luz ultravioleta (UV) es la que ofrece mejores perspectivas por su efectividad y seguridad. El uso de este sistema está restringido por su elevado costo y su acción reducida (no hay sustancias microbicidas que permanezcan en el agua después de su aplicación). La capacidad de penetración de la luz UV es relativamente baja, si se le compara con radiaciones ionizantes más poderosas (rayos X), por lo que se requiere que sea aplicada sobre depósitos de agua de escasa profundidad.

79 Desinfección de emergencia del agua potableEn momentos de crisis, es posible que los departamentos locales de salud indiquen urgentemente a los consumidores tomar más precauciones o medidas adicionales. Si la información del departamento local de salud pública no concuerda con esta advertencia, la local deberá prevalecer. Si se corta el suministro de agua en la casa debido a razones naturales u otros tipos de desastres, se podrá conseguir alguna cantidad limitada de agua vaciando el tanque de agua caliente o derritiendo cubitos de hielo. En la mayoría de los casos, el agua de pozo profundo es la fuente preferida de agua potable. Si el agua de pozo profundo no está disponible y tiene que usar agua de un río o lago, evite lugares que contengan materiales flotantes y agua de color oscuro u olor.

80 Desinfección de emergencia del agua potableCuando sea necesaria la desinfección de emergencia, examine la condición física del agua. Los desinfectantes son menos eficaces en el agua turbia. Filtre el agua turbia o con color con paños limpios o déjela reposar para que los sedimentos se depositen, luego, extraiga el agua limpia para desinfectarla. El agua que se prepara para la desinfección debe almacenarse solamente en envases limpios, cerrados muy bien y que no sean corrosivos.

81 Desinfección de emergencia del agua potableExisten dos métodos generales para desinfectar, de manera eficaz, pequeñas cantidades de agua. Un método es la ebullición. Este es el mejor método para eliminar las bacterias del agua y poder beberla. Otro método es el tratamiento químico. Si se hace con cuidado, ciertos productos químicos pueden eliminar organismos patógenos o dañinos de algunas aguas.

82 Métodos de emergencia para la desinfecciónEbullición: Hirviendo vigorosamente el agua durante un minuto, mata cualquier microorganismo presente en el agua que pueda causar enfermedades. El poco sabor que tiene el agua hervida puede mejorarse cambiándola de un envase a otro varias veces (esto se conoce como aireación), dejándola reposar por varias horas o añadiéndole una pizca de sal por cada litro de agua hervida.

83 Métodos de emergencia para la desinfecciónTratamiento químico: Cuando no sea práctico el hervir el agua, se debe usar la desinfección química. Los dos productos químicos que se utilizan más comúnmente es el cloro y el yodo. El cloro y el yodo son algo eficaces para proteger contra la Giardia pero no para controlar el Cryptosporidium. Por consiguiente, utilice cloro o yodo solamente para desinfectar agua de pozo profundo (y no agua procedente de la superficie como ríos, lagos y manantiales), ya que ésta, por lo general, no contiene estos organismos causantes de enfermedades. El cloro es más eficaz generalmente que el yodo en el control de la Giardia, y ambos desinfectantes tienen mejor efecto en agua templada.

84 Métodos de emergencia para la desinfecciónMétodos de cloro: Lejía (cloro líquido, blanqueador): La lejía normal que se utiliza en el hogar contiene un compuesto de cloro que desinfecta el agua. El procedimiento que se debe seguir se encuentra por lo general en la etiqueta. Cuando no se especifica el procedimiento a seguir, busque en la etiqueta el porcentaje de cloro que contiene y utilice la información en la siguiente tabla como guía. (Si no se conoce la concentración del contenido de cloro, añada diez gotas por litro de agua. Doble la cantidad de cloro para agua turbia o con color)

85 Métodos de emergencia para la desinfecciónEl agua tratada se deberá mezclar bien y dejarla reposar durante 30 minutos. El agua deberá tener un ligero olor a cloro, si no es así, repita la dosis y permita al agua reposar otros 15 minutos. Si el agua tratada tiene un fuerte sabor a cloro, deje el agua reposar expuesta al aire durante varias horas o cámbiela de un envase a otro repetidamente.

86 Métodos de emergencia para la desinfecciónHipoclorito de Calcio Granular. Añada y disuelva una cucharadita llena de hipoclorito de calcio granular de buena calidad (aproximadamente 7 gr ó 1/4 de onza) por cada 2 galones (7 litros y medio). La mezcla producirá una solución de cloro de aproximadamente 500 mg/l, ya que el hipoclorito de calcio tiene un contenido de cloro igual al 70 por ciento de su peso. Para desinfectar agua, añada la solución de cloro a razón de una parte de solución de cloro por cada 100 partes de agua a tratar. Esto es aproximadamente igual a añadir 1 litro (16 onzas) de cloro por cada 12.5 galones (47 litros) de agua a ser desinfectada. Para eliminar el olor a cloro, si éste no se desea, airee el agua como se ha descrito anteriormente.

87 Métodos de emergencia para la desinfecciónTabletas de Cloro. Las tabletas de cloro con la dosis necesaria para desinfectar el agua potable se pueden conseguir ya preparadas para su venta. Estas tabletas se pueden comprar en farmacias y tiendas de artículos de deporte y se deben utilizar según se indique en sus instrucciones. Cuando no hayan instrucciones disponibles, utilice una tableta por cada litro de agua que se quiera purificar.

88 Métodos de emergencia para la desinfecciónTintura de Yodo. El yodo común que se utiliza en el hogar por motivos medicinales se puede también utilizar para desinfectar el agua. Añada cinco gotas al 2 por ciento de tintura de yodo de farmacopea EE.UU. (U.S.P., por sus siglas en inglés) por cada litro de agua limpia. Para el agua turbia añada diez gotas y deje la solución reposar durante 30 minutos por lo menos.

89 Métodos de emergencia para la desinfecciónTabletas de Yodo. Las tabletas de yodo preparadas para la venta contienen la dosis necesaria para desinfectar el agua potable y se pueden adquirir en farmacias y tiendas de artículos de deporte. Se deben utilizar según se ha indicado. Cuando no hayan instrucciones disponibles, utilice una tableta por cada litro de agua que se quiera purificar.

90 El agua que se vaya a utilizar para beber, cocinar, preparar bebidas o cepillarse los dientes debe estar desinfectada correctamente.

91 El agua es una fuente de nutrición esencial necesaria para mantener la temperatura corporal, transportar elementos nutritivos por el cuerpo, mantener lubricadas las articulaciones, digerir los alimentos, deshacerse de los desperdicios del organismo y enfriar el cuerpo. La Asociación Médica Americana o American Medical Association, recomienda que los adultos consuman unos dos litros y medio de agua al día; los niños deben beber la mitad de esa cantidad. Aunque la mejor forma de consumir esta cantidad es bebiendo el agua sola, también cuentan los alimentos y bebidas hechas con agua (como sopas y jugos). Es importante saber cómo proteger este elemento nutritivo esencial y recurso vital.

92 La protección de la fuente del agua potable es una manera, de poco costo, para proporcionar un recurso vital. A continuación hay unos ejemplos de lo que usted puede hacer para ayudar a eliminar la contaminación de ríos, lagos, manantiales o acuíferos, los cuales son la fuente de su agua potable. Lleve el aceite usado de motor a un centro de reciclaje. Si lo vierte en una alcantarilla o lo pone en la basura, éste puede llegar a lagos, ríos o pozos. Sólo medio litro de aceite usado de motor puede cubrir grandes distancias y causar efectos negativos en la salud humana y en el medio ambiente.

93 Deshágase de la basura de su casa de manera apropiadaDeshágase de la basura de su casa de manera apropiada. Por ejemplo, las baterías contienen plomo y mercurio. Algunos productos de limpieza también contienen sustancias que contaminan el agua. Muchas comunidades tienen lugares especiales para poner estos artículos o productos. No tire productos químicos en los sistemas sépticos, pozos secos, alcantarillas u otros sistemas de deshecho poco profundos que llegan a aguas subterráneas. Averigüe lo que está haciendo su comunidad para proteger la fuente de su agua y participe en sus actividades. Participe también en los colegios, grupos de servicios comunitarios y otros centros para comenzar un programa de protección.

94 El consumo de agua potable constituye un vector importante de enfermedades denominadas hídricas y en determinadas ocasiones un aporte diario y prolongado en el tiempo de diversos tipos de contaminantes ya sean de origen natural, debidos principalmente a la climatología y geología del terreno como pueden ser metales pesados, hierro, manganeso etc., y también podemos encontrar contaminantes provocados por la acción del hombre como compuestos orgánicos volátiles, pesticidas, nitritos etc.