El agua para potabilizar se extrae principalmente de fuentes superficiales, como ríos, lagos, embalses y canales, y de fuentes subterráneas, como pozos, manantiales y surgencias. También puede proceder del mar, mediante procesos de desalinización, o de la lluvia, siempre que reciba el tratamiento necesario para convertirse en apta para el consumo humano.
La captación es el origen del abastecimiento. El agua bruta puede provenir de aguas superficiales (ríos, lagos, embalses, canales…) o de aguas subterráneas (pozos, manantiales, surgencias). Cuanta mayor calidad tenga, menores serán los tratamientos de potabilización a los que habrá que someterla.
Principales fuentes de agua para potabilizar
Aguas superficiales
Las aguas superficiales son las que se encuentran sobre el terreno y circulan o se acumulan en contacto con la atmósfera. Entre ellas se incluyen los ríos, lagos, embalses y canales.
Si la fuente del agua es superficial (río o lago), el tratamiento consiste en un proceso de separación de ciertos componentes del agua natural. Luego se continúa con la eliminación de impurezas, la filtración y la desinfección con cloro u ozono.
En los ríos, el agua puede contener sedimentos orgánicos e inorgánicos, lo que aumenta la necesidad de un tratamiento más intensivo.
Embalses, lagos y canales
Los embalses permiten almacenar agua bruta y regular su disponibilidad antes de enviarla a una planta potabilizadora. En ocasiones se construyen depósitos de reserva de agua bruta, que aseguran el suministro durante un cierto tiempo en caso de cortes de la fuente de abastecimiento.
Los lagos y canales también pueden utilizarse como fuentes de abastecimiento, aunque la calidad del agua depende de factores como la presencia de sedimentos, materia orgánica, microorganismos, algas y sustancias procedentes de actividades urbanas, agrícolas o industriales.
Aguas subterráneas
Las aguas subterráneas se encuentran bajo la superficie terrestre y se extraen generalmente mediante pozos, aunque también pueden surgir de manera natural a través de manantiales o surgencias.
En el caso de ésta última, procedente generalmente de pozos, el agua obtenida es generalmente limpia requiriéndose una sola etapa de las mencionadas con anterioridad, como puede ser la cloración.
La calidad de las aguas subterráneas puede ser superior a la de algunas aguas superficiales porque el suelo actúa como un filtro natural. Sin embargo, también pueden contener sales, metales pesados, microorganismos o contaminantes que se hayan infiltrado desde la superficie.
Agua de mar
El agua de mar constituye una fuente alternativa de abastecimiento, especialmente en regiones costeras con escasez de recursos hídricos. Para transformarla en agua potable es necesario eliminar las sales y otros componentes disueltos.
Un caso particular es la desalinización del agua de mar, que habitualmente emplea técnicas de ósmosis inversa o destilación.
En zonas con escasez de recursos hídricos como las zonas costeras, se puede obtener agua potable por desalinización mediante ósmosis inversa o destilación.
El segundo caso es más complejo y suele darse en regiones con escasez de recursos hídricos.
Agua de lluvia
El agua de lluvia puede recogerse y someterse a tratamientos de potabilización, aunque su calidad depende de las condiciones ambientales, del sistema de recogida y del almacenamiento.
Se puede potabilizar todo tipo de agua, desde la procedente de un pozo hasta la del mar o la lluvia.
¿Cómo se capta el agua antes de potabilizarla?
La captación y canalización se trata del proceso en el que se recolecta el agua. Se extrae de fuentes naturales como ríos o embalses, tanto de zonas superficiales como subterráneas.
La captación se realiza a través de canales, pozos o embalses, y su calidad depende de la fuente de origen.
Generalmente se produce una captación mediante un recinto especial donde se retiene el mayor número de residuos sólidos (por medio de unas rejas) y posteriormente se impulsa al proceso posterior mediante el uso de equipos de bombeos.
Una vez captada, el agua se conduce hasta la Estación de Tratamiento de Agua Potable, conocida habitualmente como ETAP o planta potabilizadora. En ambos casos, gran parte del proceso tiene lugar en las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP), comúnmente conocidas como potabilizadoras.
Qué factores determinan el tratamiento necesario
La potabilización varía dependiendo de dónde viene el agua, de la fuente que la irriga.
Según la calidad del agua bruta se precisan diversos procesos para conseguir que el agua sea potable.
Para que un agua sea considerada apta para el consumo humano, no debe contener ningún tipo de microorganismo, parásito o sustancia, en una concentración que pueda suponer un riesgo para la salud o bienestar de las personas.
La potabilización consiste principalmente en eliminar sustancias que resultan tóxicas para las personas, como el cromo, el plomo o el zinc, así como algas, arenas o las bacterias y virus que pueden estar presentes en el agua.
| Fuente de agua | Características del tratamiento |
|---|---|
| Ríos, lagos, embalses y canales | Separación de sólidos e impurezas, coagulación, decantación, filtración y desinfección. |
| Pozos, manantiales y surgencias | El agua puede requerir tratamientos más sencillos, aunque debe analizarse y desinfectarse. |
| Agua con sales o metales pesados | Tratamiento más complejo y costoso. |
| Agua de mar | Desalinización mediante ósmosis inversa o destilación. |
| Agua de lluvia | Recogida, almacenamiento protegido, análisis y tratamiento de potabilización. |
Fases de la potabilización del agua
1. Captación y pretratamiento
El primer paso consiste en eliminar los sólidos de gran tamaño que pueden ser arrastrados por el agua en los cursos fluviales, para ello, se utilizan rejas y/o tamices gruesos que actúan como retención de estos cuerpos sólidos.
Una vez que el agua es captada, pasa a la fase de pretratamiento, donde se eliminan los sólidos más grandes que puedan estar presentes, como hojas, ramas, y sedimentos gruesos.
Esta evita que se cuelen ramas y grandes objetos, además de proteger a peces que puedan ser absorbidos por el sistema.
Después, con la ayuda de un desarenador, se separa la arena del agua para evitar que pueda dañar las bombas de la planta potabilizadora.
En esta etapa también se lleva a cabo una predesinfección para destruir algunas sustancias orgánicas.
El agua es sometida a una pre-desinfección, donde se aplican pequeñas cantidades de cloro o ozono para eliminar microorganismos y evitar la proliferación de bacterias durante el almacenamiento del agua antes de ser tratada.
2. Coagulación y floculación
En esta fase se ajusta el pH añadiendo ácidos y agentes coagulantes.
La adición de sustancias como sulfato de alúmina o polielectrolitos permite que partículas con idéntica carga eléctrica, que de manera natural se repelen y no sedimentan, se desestabilicen, coagulen y formen flóculos capaces de sedimentar.
El sulfato de aluminio es el coagulante más utilizado, aunque también se pueden emplear sales de hierro.
Durante el proceso de coagulación, las partículas pequeñas, que no se pueden eliminar con el filtrado convencional, se agrupan para formar flóculos.
En la floculación, los flóculos formados se agitan a baja velocidad para favorecer su crecimiento.
En algunos casos, se utiliza polímero orgánico como floculante para mejorar la aglomeración de partículas.
3. Decantación
En el decantador se lleva a cabo la separación mediante la gravedad de las partículas en suspensión que transporta el agua.
El sencillo mecanismo de la decantación. Separa por gravedad las partículas en suspensión que transporta el agua, consiguiendo un flujo de agua con la menor turbulencia posible, de manera que las partículas más densas decantan y sedimentan en el fondo.
Los sedimentos nocivos más densos se quedan en el fondo, donde se eliminan.
Las menos densas flotan y van a parar a la superficie, de donde se eliminan.
Una vez que los flóculos se han formado, el agua se pasa a grandes tanques de sedimentación donde, por gravedad, los flóculos caen al fondo del tanque, dejando el agua más limpia en la parte superior.
4. Filtración
La filtración es el proceso en el que el agua pasa a través de capas de arena o carbón activado para eliminar las impurezas más pequeñas que no han sido eliminadas en las fases anteriores.
Las aguas previamente decantadas se hacen pasar por un medio poroso, quedando retenidas partículas sólidas en suspensión de diferentes tamaños en función de las características del filtro.
Los filtros más utilizados en potabilización son los de arena y los de carbón activado (estos últimos además pueden eliminar diversos contaminantes por un proceso químico llamado adsorción).
Existen diferentes tipos de filtros, que pueden ser abiertos y por gravedad, o cerrados y a presión.
En plantas grandes, los filtros pueden ser de tipo multi-capa, donde se combinan distintas capas de materiales como arena, grava y carbón para optimizar la eliminación de impurezas.
En general no consiguen eliminar elementos disueltos como los contaminantes químicos, pero sí muchas sustancias que le dan turbidez al agua, incluso huevos de parásitos.
5. Desinfección
La etapa final del proceso de tratamiento del agua es la desinfección, que suele llevarse a cabo mediante tratamientos de cloración y en algunos casos un ajuste final del pH.
Es la fase más importante, ya que garantiza la eliminación de los microorganismos presentes en el agua que pueden causar gran número de enfermedades.
Existen diversos métodos físicos (calor) y químicos (cloro, ozono, sales metálicas) para desinfectar el agua, pero el más utilizado en abastecimiento es la cloración, ya que es barato, sencillo, eficaz, tiene acción residual y fácil determinación.
Se utilizan diversos productos tales como dióxido de cloro, cloro gas, hipoclorito sódico ehipoclorito potásico.
La exclusión de agentes patógenos de aguas subterráneas o manantiales naturales se puede conseguir también con la irradiación de rayos ultravioletas y la aplicación de ozono.
Otro sistema de desinfección, aunque menos utilizado, es la ozonificación.
Con frecuencia se realiza una precloración, antes de la decantación, que sirve para oxidar la materia orgánica presente en el agua y disminuir su concentración.
Posteriormente se realiza una postcloración que garantice la desinfección y la presencia de cloro en la red de distribución.
6. Análisis y control
Finalizado el proceso en la ETAP, se analiza el agua para comprobar que el proceso ha sido correcto y cumple la legislación de cada país en cuanto a sus características para considerarla potable.
Una vez finalizadas las cinco etapas anteriores en la ETAP, se realizan diversos análisis del agua para confirmar el éxito del procedimiento.
El agua potable debe ser incolora, inodora e insípida y cumplir con la reglamentación vigente de cada país.
Durante el proceso de potabilización del agua se realizan continuos controles de calidad hasta que el agua sea potable.
Qué ocurre después de la potabilización
El almacenamiento del agua ya tratada debe realizarse en depósitos protegidos, bien conservados y limpios.
Con frecuencia se construyen depósitos elevados para asegurar la distribución por gravedad desde el depósito de almacenamiento de agua tratada.
Una vez terminado el proceso de potabilización, el agua es llevada a estaciones de bombeo; desde donde se distribuye a través de la red de tuberías a residencias, comercios e instituciones.
Después, el agua es distribuida a través de una red de tuberías hacia los hogares, empresas e instalaciones públicas.
Las redes de abastecimiento y suministro de agua deben tener las menores pérdidas posibles y circular por el suelo a mayor altura que las redes de aguas residuales, para evitar su contaminación en caso de pérdidas de aguas sucias.
Se realizan análisis químicos y biológicos de diversos parámetros del agua para asegurar su calidad y potabilidad tanto a la salida de la planta como en diversos puntos de la red de abastecimiento.
Fuentes alternativas y nuevas tecnologías
La potabilización del agua es un proceso sofisticado y costoso que asegura el acceso diario a una fuente de agua potable.
El segundo caso es más complejo y suele darse en regiones con escasez de recursos hídricos.
A la escasez de agua, que en el futuro podría agravar la crisis de las migraciones por causas climáticas, se añaden otros problemas medioambientales como el crecimiento de contaminantes muy complejos y difíciles de detectar, por ejemplo los microplásticos.
Otra de las tecnologías más prometedoras es la de los filtros de membrana, con una capacidad de filtración sin precedentes.
Algunas tecnologías imitan los propios mecanismos naturales de filtración de los organismos.
Un ejemplo: la noticia a finales de 2020 sobre el uso de uno de estos mecanismos en la Estación Espacial Internacional (ISS, en siglas inglesas).
Se refiere al empleo de las aquaporinas (las proteínas que permiten a las plantas absorber la humedad del suelo y a los riñones humanos filtrar 170 litros de fluido al día) desarrolladas por la compañía Aquaporin A/S para el proceso de potabilización allá arriba.
Desde luego, también sirven para potabilizar aquí abajo.
La importancia de proteger las fuentes de abastecimiento
El agua potable es un bien vital escaso. Se estima que tan solo el 0,4 % del agua del planeta es apta para el consumo humano.
Por eso, es fundamental invertir en la potabilización del agua, para asegurar que todo el mundo tenga acceso a este recurso vital.
Disponer de agua potable de calidad en cantidad suficiente es una necesidad para nuestro adecuado desarrollo, pero también lo es un uso solidario y eficiente de este bien escaso.
No derroche agua: es un bien escaso y además requiere un complejo y costoso sistema de abastecimiento y potabilización.
El acceso al agua potable, un desafío global y un derecho universal.
Según la ONU, 2.200 millones de personas carecen de acceso a servicios de agua potable gestionados de forma segura y más de la mitad de la población - 4 200 millones de personas - carecen de servicios de saneamiento gestionados de forma segura.
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