¿Qué es el tratamiento de aguas?

El agua es un recurso natural no renovable y vital tanto para la vida humana como para las actividades industriales que de ella derivan. Al ser un recurso finito, el agua que se utiliza en las empresas, fábricas e incluso en el consumo de la población debe ser tratada para eliminar los contaminantes y volver a usarse para las diferentes aplicaciones.

Hoy en el blog de Pochteca te contaremos sobre los tratamientos de agua, qué son, porqué son importantes, las técnicas más utilizadas y los insumos que se utilizan para tener agua de buena calidad.

¿Qué son las aguas residuales?

Las aguas residuales son cualquier tipo de agua que ha sido afectada por sustancias tóxicas como materia orgánica, desechos, pesticidas, metales pesados, entre otras. Estas aguas pueden haber sido utilizadas en los hogares, en comercios, actividades agrícolas, ganaderas, industriales, aguas pluviales y subterráneas.

Los tipos de aguas residuales son:

• Urbanas. También conocidas como aguas residuales domésticas, contienen desechos orgánicos, detergentes, jabones, grasas y sólidos provenientes de las actividades de las viviendas, comercios e instalaciones públicas o privadas. Estas aguas se descargan en los sistemas de alcantarillado o son vertidas directamente en el medio ambiente; sin embargo, pueden mezclarse con aguas negras o grises, por lo que tienen niveles muy altos de contaminantes y bacterias.
• Industriales. Son las aguas que se generan en los procesos industriales, como las vertidas en actividades manufactureras. Dependiendo de su origen pueden estar contaminadas con sólidos en suspensión de tamaño variable, como nitrógeno, aceites, grasas, fósforo, cloruros, sulfatos, arsénico, cadmio, mercurio, plomo, zinc, entre otros elementos.

Importancia del tratamiento de agua

Del total de agua que hay en la Tierra solo el 2,5% es dulce, y de ese porcentaje solo el 0,4% es apta para el consumo humano. Los procesos de tratamiento de aguas residuales son importantes para tener acceso a agua potable sin riesgo a la exposición a los componentes tóxicos.

En los últimos años, reutilizar las aguas residuales se ha convertido en la mejor alternativa para disminuir los problemas de escasez de agua al que millones de personas se enfrentan a diario.

Se estima que más del 40% de la población mundial tiene dificultades para acceder al agua en cantidad y calidad suficientes, y se prevé que esta situación aumentará debido al calentamiento global, que provoca sequías más frecuentes e intensas, lo que reduce aún más el acceso al recurso vital.

Por otro lado, más del 80 % de las aguas residuales se vierten en ríos o en el mar sin tratamiento, lo que contamina otros afluentes provocando daños en las especies marinas. Esto también implica que enfermedades transmitidas por el agua, como cólera, fiebre tifoidea, hepatitis A o shigelosis sigan siendo una causa importante de mortalidad.

Los tratamientos de aguas son indispensables para garantizar un futuro sostenible, en el que el agua sea tratada para su posterior reutilización en aplicaciones indispensables, como el riego agrícola, aguas industriales y redes de distribución urbana.

Tipos de tratamiento de agua

A continuación, mencionaremos los métodos más importantes para tratar el agua:

Tratamientos físicos

Estos tratamientos consisten en técnicas para la separación física de los sólidos que se encuentran en el agua mediante fenómenos físicos como la gravedad, la fuerza centrífuga, la cohesión o retención.

Algunos son la sedimentación, la flotación, la coagulación, el desengrasado, el desbaste de sólidos, el desarenado, la evaporación, la adsorción, la ósmosis inversa, la nanofiltración y la ultrafiltración.

Por ejemplo, el filtro de carbón activado se utiliza para atrapar los residuos orgánicos e inorgánicos disueltos en el agua, así como los residuos de cloro en los sistemas de ósmosis inversa.

Tratamientos químicos

Estos tratamientos consisten en el uso de productos químicos para la desinfección del agua, la neutralización de los contaminantes o para provocar reacciones que garanticen el éxito de los tratamientos físicos como la adsorción, la coagulación, la floculación o el intercambio iónico.

El cloro es uno de los químicos más utilizados para la desinfección del agua, eliminando bacterias de forma eficaz. Sin embargo, es indispensable utilizarlo en la dosis correcta para evitar la formación de subproductos tóxicos.

Tratamientos biológicos

Los tratamientos biológicos son los más complejos ya que se utilizan bacterias, algas, protozoarios y otros microorganismos que se alimentan de las sustancias biodegradables que se alimentan de los nutrientes de las aguas residuales y los transforman en sólidos sedimentables. Los procesos utilizados son lechos bacterianos, el lagunaje, biodiscos, sistemas de filtración al suelo, fangos activos, entre otros.

Proceso de potabilización del agua

El tratamiento para potabilizar el agua se lleva a cabo en una planta potabilizadora. El proceso puede variar dependiendo de las condiciones naturales del agua; por ejemplo, si el agua proviene de un río o un lago se realiza la separación de los componentes tóxicos, la precipitación de impurezas, filtrado y desinfección.

Si el agua contiene sales o metales pesados, el proceso es más complejo y costoso, al igual que cuando se desaliniza el agua lo que es frecuente en zonas costeras y con escasez de recursos hídricos.

Los procesos para potabilizar el agua son:

Pretratamiento

Consiste en la filtración del agua para separar los residuos.

Coagulación/floculación

Consiste en el uso de productos químicos para formar flóculos con los residuos pequeños para eliminarlos en la siguiente etapa.

Decantación

Mediante la fuerza de gravedad se separan las partículas suspendidas y sedimentadas.

Filtración

El agua decantada se pasa por un medio poroso como un filtro de carbón activado o arena para eliminar los sedimentos menos densos e impurezas.

Desinfección

Se utilizan productos químicos como el cloro, ozono o rayos ultravioletas para eliminar bacterias o virus y garantizar que el agua es apta para el consumo.

Análisis

La etapa final de la potabilización es analizar el agua para garantizar que sea incolora, inodora e insípida y que cumple con la reglamentación vigente y los parámetros de la planta potabilizadora.

¿Qué químicos se usan para potabilizar el agua?

Durante el proceso de potabilización del agua se utilizan productos químicos para garantizar la desinfección e inocuidad, como:

• Desinfectantes. El cloros el desinfectante más utilizado en el tratamiento de agua por su amplio espectro de acción contra virus, bacterias y protozoos.
• Oxidantes. Oxidantes como el dióxido de cloro o el peróxido de hidrógeno se usan para eliminar microorganismos resistentes al cloro y para controlar el sabor y olor del agua. En algunos casos se usa el ozono como oxidante que no deja subproductos en el agua.
• Coagulantes y floculantes. Sustancias que provocan que las partículas se aglutinen y aumenten su tamaño y densidad para facilitar su eliminación. Entre estos químicos encontramos cloruro de polialuminio, sulfato férrico, poliacrilamidas, poliaminas, entre otros.
• Neutralizadores de pH. Sustancias como el ácido sulfúrico o el hidróxido de sodio se usan para ajustar el pH a un nivel aceptable.
• Agentes de precipitación. Aditivos como el sulfuro de sodio se usan para precipitar y remover metales pesados del agua.

Problemas o complicaciones en el tratamiento de aguas

Al ser procesos tan complejos, los tratamientos de agua conllevan riesgos que deben controlarse para mantener la eficiencia y rentabilidad:

• Contaminación de los cuerpos de agua. Una vez que el agua ha sido tratada y potabilizada, problemas como fugas, vertidos o derrames accidentales pueden contaminar las aguas y hacer necesaria la repetición del proceso, o bien, la aplicación de pruebas.
• Contaminantes emergentes. Los contaminantes emergentes son químicos sintéticos que se introducen al agua como consecuencia de la actividad humana, como los pesticidas, fármacos o residuos de productos de cuidado personal. Además, estos residuos pueden acumularse en el agua y ser difíciles de eliminar.
• Gestión de residuos sólidos. Durante el tratamiento de aguas residuales se generan residuos sólidos, como lodos o sedimentos, los cuales deben ser tratados también para evitar la contaminación ambiental.
• Emisiones de COV. El uso de algunos productos químicos puede provocar la liberación de compuestos orgánicos volátiles, los cuales deben controlarse para evitar tanto la contaminación ambiental como el daño al personal de la planta.
• Consumo energético. Las plantas de tratamiento de aguas residuales deben utilizar energía eléctrica para su funcionamiento, lo que puede contribuir a la emisión de gases de efecto invernadero.
• Altos costos. Los procesos de tratamiento de agua pueden ser costosos debido a la necesidad de contar con tecnologías avanzadas y químicos de la más alta calidad.

Para mitigar los riesgos es recomendable la combinación de tecnologías innovadoras y buenas prácticas, como la filtración, las membranas de ósmosis inversa, el uso de oxidantes o de microorganismos para degradar a los contaminantes orgánicos.

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