Depurar el agua significa aplicar una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos para eliminar sólidos, sustancias disueltas, microorganismos y otros contaminantes, de modo que el agua pueda destinarse al consumo, a usos industriales o a su devolución segura al medio natural. El método adecuado depende de los contaminantes presentes, el volumen que se debe tratar y el uso previsto del agua.
Para que el agua salga limpia, sana y segura por el grifo de tu casa, tiene que hacer un largo camino de depuración, potabilización e incluso desalinización. Cada gota que usamos en la ducha, la cocina o el baño ha seguido un viaje complejo: desde su captación en ríos, embalses o acuíferos, pasando por procesos de filtrado y desinfección, hasta llegar limpia y segura a nuestro grifo.
Qué significa depurar, potabilizar y descontaminar el agua
La descontaminación del agua abarca una serie de métodos diseñados para eliminar o neutralizar las sustancias nocivas presentes en el agua. Estas técnicas incluyen la filtración física, los tratamientos químicos, los procesos biológicos y tecnologías avanzadas como la radiación UV y la ósmosis inversa.
La depuración de aguas es un tratamiento que se lleva a cabo para eliminar los parásitos u otros componentes nocivos para el medio ambiente de las aguas residuales, como las aguas negras y las aguas grises. De esta manera, reducimos nuestra huella ambiental evitando verter agua contaminada en entornos naturales.
El tratamiento de las aguas residuales consiste en un conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como objetivo eliminar los contaminantes presentes en el agua efluente del ser humano. A través de estos procesos se pretende producir agua limpia o reutilizable con el fin de proteger y salvaguardar el medio ambiente.
El tratamiento del agua para consumo tiene otro objetivo: el agua natural posee unas características físicas, químicas y biológicas que impiden su uso directo en casos como el de la alimentación, por lo que debe someterse a una serie de tratamientos y procesos que la convierten en agua potable.
De dónde procede el agua antes de ser tratada
El INE indica que el 66% del agua consumida en España procede de aguas superficiales, el 24% de aguas subterráneas y el 9% restante de otro tipo de aguas por desalinización.
Antes de salir por el grifo de tu cocina ha sido sometida a todo un proceso que empieza con la captación. Entonces viaja hasta plantas de potabilización para seguir un tratamiento teniendo en cuenta la calidad de origen.
El agua para depurar puede provenir bien de la actividad humana, como la vida diaria en el hogar, o bien de actividades industriales, fábricas, empresas, comercios y transporte.
El agua se puede presentar en la naturaleza en estado puro; los mantos acuíferos, por ejemplo, son lugares donde el agua se ha filtrado de manera natural, además de no tener contacto con contaminantes externos. Lamentablemente, conseguir agua pura por estos medios es cada vez más complicado debido a la sobreexplotación de los mantos acuíferos y otros cuerpos de agua, así como a su contaminación.
Potabilización del agua para consumo humano
La potabilización tiene lugar en una Estación de Tratamiento de Agua Potable, conocida como ETAP, donde se llevan a cabo una serie de procesos fisicoquímicos para que podamos consumirla con garantía de calidad.
Tras la captación se inicia la fase de potabilización, que puede variar entre países. En una primera fase se retiran los sólidos grandes, como basura o desperdicios. Posteriormente se añaden componentes coagulantes y por decantación se eliminan las partículas en suspensión. Luego se filtra y pasa por un proceso de desinfección.
El tratamiento global consiste en aplicar diferentes procesos físicos, como la sedimentación, el filtrado y el tamizado, y químicos, como la coagulación, para la separación y eliminación de partículas presentes en el agua.
El tratamiento especial consiste en la desinfección, que puede realizarse mediante cloración, ozono o radiaciones UV.
1. Captación y pretratamiento
En la primera fase del proceso de cómo purificar el agua se retiran los sólidos grandes como pueden ser basura o desperdicios. El objetivo es evitar que fragmentos sólidos grandes puedan provocar una avería en la planta de tratamiento de agua.
El pretratamiento es común a todos los tratamientos de agua, ya sea depuración, potabilización o desalación. Durante esta etapa también pueden separarse arenas, gravas, restos vegetales y otros materiales de tamaño elevado.
2. Coagulación, floculación y decantación
Los componentes coagulantes favorecen que las partículas pequeñas se agrupen en flóculos de mayor tamaño. Posteriormente, por decantación, se eliminan las partículas en suspensión.
La sedimentación es otro método físico ampliamente utilizado. Su principio es simple: el agua se deja reposar en un tanque o depósito para que las partículas más pesadas, como arena, lodo o sólidos en suspensión, se hundan al fondo debido a la acción de la gravedad.
Este proceso depende de la densidad de las partículas en el agua, ya que aquellas con mayor peso se separan de manera natural. También influye el tiempo que el agua permanece en reposo; cuanto más tiempo se le dé, más partículas podrán sedimentarse.
3. Filtración
La filtración es el proceso por el que se purifican sustancias líquidas o gaseosas mediante diversos procedimientos de filtrado. Es un proceso de separación mecánica y tiene una base física.
La filtración es esencial para el procesamiento del agua, ya que es la única forma de garantizar una protección fiable contra gérmenes y bacterias perjudiciales para la salud.
La filtración consiste en hacer pasar el agua a través de un material poroso, como arena, grava, carbón activado o una membrana. El material filtrante retiene partículas cuyo tamaño es mayor que el de sus poros, mientras permite el paso del agua.
En plantas de tratamiento, la filtración suele ser una de las primeras etapas, preparando el agua para procesos más avanzados y eliminando las partículas más visibles.
Principios básicos de la filtración del agua
La filtración del agua es un componente central del tratamiento del agua y se utiliza para eliminar las impurezas y hacerla segura para el consumo humano. Existen varios principios de filtración que se utilizan en función del tipo de impurezas y del grado de pureza deseado del agua.
Filtración superficial
La filtración superficial se lleva a cabo en grandes cubas o tanques filtrantes que se llenan con un medio filtrante como arena, grava o carbón activado. Aquí, las partículas quedan retenidas directamente en la superficie del medio debido a su tamaño, ya que su diámetro es mayor que el tamaño de los poros del medio filtrante.
Este tipo de filtración de agua suele requerir sólo una fina capa de medio filtrante y también puede llevarse a cabo con membranas muy finas.
Ejemplos de filtración superficial son los filtros de membrana, los cartuchos filtrantes, los microtamices y los filtros de tela. Los filtros de tela se utilizan, por ejemplo, en las depuradoras de aguas residuales.
Filtración en profundidad
Durante el proceso de filtración en profundidad, el agua fluye a través del medio filtrante. Las partículas más grandes quedan retenidas en las capas superiores y las más pequeñas en las más profundas.
El diámetro de las partículas es inferior al diámetro de los poros, de modo que las partículas penetran en los poros y quedan retenidas dentro del medio filtrante.
En la filtración en profundidad se requiere una capa filtrante de materiales granulares con una profundidad considerable, normalmente de 1 a 2 metros, para separar eficazmente las partículas del líquido.
Este método de filtración de agua es especialmente adecuado para aplicaciones con una elevada carga de suciedad en las que los métodos de filtración superficial, como la filtración por membrana, no son suficientes debido a su limitada vida útil.
Filtración por torta
La filtración por torta requiere un medio filtrante que permita el paso del líquido y retenga los sólidos, así como una diferencia de presión.
El medio filtrante puede ser plano, como una malla textil y metálica, papel o cartón, o en capas, como capas de arena o sinterizado.
El método se utiliza en diversos ámbitos, por ejemplo, en las plantas de tratamiento del agua residual, donde contribuye a separar eficazmente los sólidos del agua.
Filtración por membrana
En el método de filtración por membrana, el agua se filtra a través de una pared fina de poros finos, la membrana, que, dependiendo de su naturaleza, puede retener incluso las partículas más pequeñas, como virus o bacterias.
Estos filtros especiales se denominan filtración estéril. La mayoría de los filtros de membrana están fabricados con materiales poliméricos, es decir, plásticos, aunque en algunos ámbitos también se utilizan membranas cerámicas o metálicas.
También distinguimos entre distintos procesos de filtración de membrana, como la microfiltración, la ultrafiltración, la nanofiltración y la ósmosis inversa.
| Método de filtración | Tamaño de poro | Contaminantes eliminados |
|---|---|---|
| Microfiltración | 0,1-10 μm | Bacterias, protozoos |
| Ultrafiltración | 0,01-0,1 μm | Virus, coloides |
| Nanofiltración | 0,001-0,01 μm | Sólidos disueltos |
| Ósmosis inversa | <0,001 μm | La mayoría de los contaminantes |
Los dos primeros procesos pueden describirse como tamices finos mecánicos. Consisten en membranas fabricadas artificialmente con un diámetro de poro definido.
La nanofiltración y la ósmosis inversa utilizan membranas densas y difusas. En el caso de la ósmosis inversa, el agua se presiona a través de una membrana sintética semipermeable que sólo es permeable en una dirección y únicamente a las moléculas de agua.
Existen varias geometrías de membrana, como las membranas de lámina plana, las membranas de fibra hueca, los monocanales, los elementos multicanal, los discos y las membranas en forma de bolsa plana.
Ósmosis inversa y desalación
La ósmosis inversa utiliza membranas semipermeables que permiten el paso del agua, pero bloquean prácticamente cualquier tipo de impureza, incluyendo sales, metales pesados y contaminantes orgánicos e inorgánicos.
El proceso opera mediante la aplicación de una presión elevada que fuerza al agua a atravesar estas membranas, dejando las partículas no deseadas atrapadas al otro lado.
A nivel molecular, esto es posible gracias al tamaño diminuto de los poros en las membranas, que son lo suficientemente pequeños como para filtrar incluso los iones disueltos.
El principio de la ósmosis inversa se descubrió en la década de 1950 durante la desalinización del agua de mar. Es un proceso que puede generar agua potable casi 100% pura a partir de fuentes como el agua de mar.
La ósmosis inversa es especialmente popular en aplicaciones como la desalinización de agua de mar para convertirla en agua potable. También se utiliza en la industria para tratar aguas residuales, generando un líquido purificado que puede reutilizarse en diferentes procesos industriales.
España es una de las potencias más importantes del mundo en cuanto a desalinización, aunque su uso supone un alto coste económico y energético, motivo por el que sigue siendo considerada la última opción frente al agua de embalses o acuíferos.
La desalinización es una herramienta clave para garantizar el suministro, especialmente en la cuenca mediterránea y en las islas.
Filtración con carbón activado
La filtración con carbón activado se basa esencialmente en el principio de adsorción. En este proceso, contaminantes como el polvo o los metales pesados se eliminan de líquidos o gases con la ayuda de filtros que contienen carbón activado.
En el tratamiento del agua, los filtros de carbón activado se utilizan para la retención por adsorción de sustancias orgánicas y olores y sabores, o para filtrar residuos de medicamentos en el agua.
Aunque no modifica la estructura molecular del agua, el carbón activado tiene la capacidad de adsorber ciertos compuestos orgánicos y contaminantes químicos, como cloro o pesticidas.
La filtración con carbón activado también puede eliminar hormonas, nitratos, nitritos, residuos farmacéuticos y algunos metales pesados, según las características del filtro y del agua tratada.
Debido a la tecnología de adsorción, el carbón activado sólo tiene una capacidad de absorción finita, lo que significa que es necesario sustituirlo o regenerarlo una vez agotado.
Si el carbón activo no se sustituye o regenera a tiempo, se sobrecargará y el filtrado puede contener un mayor número de sustancias indeseables que el agua cruda.
Desinfección química del agua
Los tratamientos químicos desempeñan un papel crucial en la descontaminación del agua al neutralizar o eliminar los contaminantes mediante reacciones químicas. Estos métodos son especialmente eficaces contra los patógenos y también pueden resolver problemas como el olor y el sabor.
Los tratamientos químicos pueden ser muy eficaces y a menudo se utilizan junto con métodos físicos para una descontaminación completa del agua.
Cloración
La cloración es el método más utilizado para eliminar agentes patógenos. Es la solución más barata, sencilla y eficaz.
Consiste en añadir cloro, generalmente en forma de gas, hipoclorito de sodio o hipoclorito de calcio, al agua para eliminar bacterias, virus y otros microorganismos patógenos.
Desde un punto de vista químico, el cloro reacciona con el agua para formar ácido hipocloroso y aniones hipoclorito, que son los compuestos responsables de la acción desinfectante.
Estos compuestos penetran en las células de los microorganismos, alterando sus estructuras internas y, en última instancia, destruyéndolos.
La cloración tiene la ventaja de ser un método económico y eficaz para garantizar que el agua sea microbiológicamente segura, incluso durante su distribución.
Sin embargo, el cloro puede reaccionar con la materia orgánica presente en el agua y formar subproductos como los trihalometanos, que son potencialmente dañinos si no se controlan adecuadamente.
Además, su uso puede dejar un sabor y un olor característicos que algunas personas encuentran desagradables, aunque esto puede minimizarse con un control riguroso de la dosis.
Yodación y otros tratamientos químicos
Otros métodos químicos incluyen el uso de yodo, peróxido de hidrógeno y procesos de oxidación más avanzados.
La yodación se emplea principalmente como método de desinfección de emergencia. La oxidación avanzada utiliza radicales hidroxilo para eliminar contaminantes orgánicos, mientras que la coagulación puede emplear sulfato de aluminio para eliminar partículas.
Ozono
La desinfección con ozono es un método químico avanzado que está ganando popularidad por su alta efectividad y su capacidad para no dejar residuos químicos en el agua tratada.
El ozono es una forma de oxígeno altamente reactiva que actúa como un oxidante potente. Cuando se utiliza ozono en el tratamiento del agua, este desinfectante reacciona directamente con microorganismos, rompiendo las paredes celulares y eliminándolos rápidamente.
Además de su capacidad para destruir bacterias y virus, el ozono oxida contaminantes orgánicos como pesticidas, detergentes y otros compuestos químicos, mejorando significativamente la calidad del agua.
El ozono se genera en el lugar de tratamiento mediante un proceso conocido como descarga de corona, donde una corriente eléctrica convierte oxígeno en ozono.
Aunque es un método altamente efectivo, su implementación es más costosa que la cloración, tanto por el equipo necesario como por los requisitos energéticos.
Debido a su naturaleza inestable, el ozono debe usarse inmediatamente después de ser generado, ya que no puede almacenarse ni transportarse fácilmente.
| Tratamiento | Mecanismo | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|---|
| Cloración | Desinfección química | Coste bajo y efecto residual | Puede generar sabor, olor y subproductos |
| Radiación UV | Alteración del ADN | Sin productos químicos y rápida | Sin efecto residual |
| Ozono | Oxidación | Amplio espectro y sin sabor | Vida media corta |
Radiación ultravioleta
La radiación UV utiliza luz ultravioleta de alta intensidad para atacar directamente el ADN de los microorganismos, como bacterias, virus y protozoos, destruyéndolos y eliminando su capacidad de reproducirse.
El proceso es extremadamente rápido: a medida que el agua fluye a través de una cámara de luz UV, la exposición a esta radiación desinfecta el líquido casi al instante.
La radiación UV no afecta las partículas suspendidas ni los contaminantes químicos. Por ello, suele combinarse con otros métodos cuando se requiere un tratamiento más completo.
La radiación UV es ideal para aplicaciones donde la prioridad es una desinfección rápida y segura, como en sistemas de agua potable domésticos o en procesos industriales donde no se pueden tolerar residuos químicos.
También tiene la ventaja de ser una tecnología respetuosa con el medio ambiente, ya que no genera subproductos peligrosos.
Para poder realizarse en aguas residuales, las aguas deben estar muy claras y sin material particulado disuelto para que la luz llegue a todas partes. La radiación ultravioleta impide la reproducción de los microorganismos y que desarrollen su capacidad de infección.
Tratamiento biológico
Los métodos de tratamiento biológico aprovechan los procesos naturales para eliminar los contaminantes del agua. Estas técnicas son especialmente eficaces para tratar los contaminantes orgánicos y se utilizan a menudo en las depuradoras de aguas residuales.
El tratamiento biológico más común es el proceso de fangos activados, que utiliza microorganismos para descomponer la materia orgánica.
Otros métodos son los filtros percoladores y los humedales artificiales, que imitan los ecosistemas naturales para depurar el agua.
Aunque no suelen utilizarse para el tratamiento del agua potable, los métodos biológicos son cruciales para la protección del medio ambiente y la recuperación del agua.
Procesos aerobios
Los procesos aerobios se hacen con oxígeno, que se introduce en los tanques. En esta etapa se degrada parte de la materia orgánica y se eliminan los productos nitrogenados.
La oxidación bioquímica de la materia orgánica disuelta se lleva a cabo introduciendo oxígeno mediante burbujeo en los propios tanques.
Procesos anaerobios
Los procesos anaerobios no necesitan oxígeno y producen reacciones fermentativas para transformar la materia orgánica en energía, metano y dióxido de carbono.
La digestión anaerobia es un proceso que elimina materia orgánica y puede producir biogás a partir de los lodos generados durante la depuración.
| Método biológico | Tipo de proceso | Contaminantes primarios eliminados |
|---|---|---|
| Lodos activados | Aeróbico | Materia orgánica, nutrientes |
| Digestión anaerobia | Anaeróbico | Materia orgánica |
| Humedales artificiales | Natural | Nutrientes, patógenos |
| Biofiltración | Aeróbico/Anaeróbico | Materia orgánica, olores |
Depuración de aguas residuales en una EDAR
Las aguas residuales son producto de la actividad humana y proceden mayoritariamente de las ciudades o de las industrias.
Estas aguas, sin tratar, son un peligro potencial para el medio ambiente, ya que cualquier vertido o filtración libera sustancias tóxicas y puede desencadenar desastres ecológicos.
Estos tratamientos se realizan en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales, conocidas como EDAR. A través de diferentes tratamientos, el agua puede volver al medio natural tras eliminar sus residuos y dejar de ser un peligro para el medio ambiente y para los seres vivos.
En estas instalaciones se realiza, en primer lugar, la separación física y el asentamiento de sólidos. Tras esto, se lleva a cabo un tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta presente en el agua. Por último, se realizan una serie de procesos adicionales para la filtración y desinfección.
Pretratamiento
Las aguas residuales son recogidas por una serie de tubos colectores que las trasladan a la EDAR para someterse a tratamiento.
Entre su llegada y su devolución a su cauce, ya sea un río, un embalse o incluso el mar, pueden transcurrir una media de 24-48 horas.
En el pretratamiento se mide el caudal de las aguas que entran en la planta depuradora y se eliminan los sólidos de mayor tamaño, las grasas y las arenas mediante un proceso de filtrado.
En una primera etapa de desbaste se eliminan los sólidos de mayor tamaño y pesados por medio de un pozo de gruesos y una cuchara anfibia. Después se eliminan los sólidos grandes flotantes y posteriormente se retienen los sólidos flotantes mayores de 10 mm.
La segunda etapa del pretratamiento se realiza en los desarenadores-desengrasadores. Las grasas y aceites flotan y son recogidos por raquetas hasta un pozo desde el cual se bombean a un contenedor.
Tratamiento primario
En el tratamiento primario se eliminan los sólidos flotantes y en suspensión, las arenas, las grasas y los aceites a través de procesos fisicoquímicos.
Mediante la sedimentación, las partículas caen al fondo de unos tanques llamados decantadores gracias a la acción de la gravedad. Se elimina hasta un 40% de los sólidos que contienen las aguas.
La flotación consiste en la retirada de espumas, grasas y aceites que, debido a su baja densidad, se sitúan en la capa superficial del agua. Con la flotación se pueden eliminar hasta un 75% de las partículas suspendidas.
Este proceso se realiza en otros tanques denominados flotadores por aire disuelto.
La neutralización normaliza el pH, es decir, lo ajusta a un valor en el rango de 6-8,5, el valor típico del agua.
También se pueden añadir productos químicos como coagulantes y floculantes para mejorar la sedimentación de los sólidos y eliminar el fósforo.
Tratamiento secundario
El tratamiento secundario de depuración elimina la materia orgánica, así como nutrientes como el nitrógeno y el fósforo.
Generalmente se utilizan bacterias y microorganismos para degradar y eliminar la materia orgánica y los diferentes nutrientes. El resultado de este proceso biológico es el agua clarificada.
En el tratamiento secundario también se realiza una decantación secundaria en la que se separa el fango sobrante del agua ya tratada.
Tratamiento terciario
El tratamiento terciario o químico aumenta la calidad final del agua para que pueda ser devuelta al medio ambiente o incluso utilizada para la actividad humana.
Esta fase se centra en la eliminación de agentes patógenos, aunque también disminuye los sólidos en suspensión y la materia orgánica residual.
Este tipo de tratamiento está altamente recomendado cuando se quiere reutilizar el agua y evitar que suponga un riesgo para la salud humana.
Las técnicas utilizadas incluyen la filtración con lechos de arena u otros materiales y la desinfección, ya sea con cloro o con luz ultravioleta, para reducir la cantidad de organismos vivos microscópicos.
En esta fase también pueden utilizarse el intercambio iónico, la ósmosis inversa, la filtración y la cloración.
Líneas de agua, lodos y gas en una EDAR
Línea de agua
La línea de agua es el camino que recorre el agua desde su llegada a la instalación, pasando por distintos tratamientos, hasta su vertido final al receptor.
En el tratamiento primario se emplean decantadores donde sedimenta, por acción de la gravedad, una buena parte de la contaminación.
El tratamiento secundario elimina la contaminación orgánica gracias a la actividad de las propias bacterias y hongos que llevan las aguas residuales.
Excepcionalmente se puede realizar un tercer tratamiento que proporciona al agua una alta pureza, mediante ósmosis, intercambio iónico u oxidación. Después de esto, el agua es almacenada para ser devuelta de nuevo al medio natural.
Línea de lodos
Tras todas estas fases quedan distintos residuos, entre los que destacan los fangos o lodos extraídos en las fases de decantación primaria y secundaria.
La línea de fangos o lodos resulta de concentrar los contaminantes presentes en el agua residual, que siguen un recorrido distinto y tienen otros tratamientos.
Estos lodos se espesan eliminando el contenido de agua, se estabilizan para reducir la materia orgánica y eliminar bacterias y, finalmente, se deshidratan para reducir su volumen y facilitar la gestión posterior.
Antes de ser evacuados al exterior, los fangos se deshidratan en varias máquinas de filtrado de banda continua a las que se bombea el fango a través de bombas de tornillo.
El fango así deshidratado se transporta mediante cintas transportadoras a un silo para su posterior evacuación mediante camiones.
En España es común reutilizarlos en agricultura como fertilizante.
Línea de gas
La línea de gas está formada por el proceso al que es sometido el biogás generado en el tratamiento de los lodos o fangos.
El gas es almacenado en un gasómetro de campana flotante y el sobrante se incinera en una antorcha que actúa automáticamente en función del volumen almacenado.
Otra solución que se le puede dar a este gas es la producción de energía eléctrica mediante cogeneración.
Sistemas naturales, blandos y tecnológicos
Los métodos de depuración de las aguas consisten en una serie de procedimientos que tratan de devolver al medio natural el agua con unas características físicas, químicas y biológicas lo más parecidas a su estado natural.
Sistemas de depuración natural o blanda
La depuración natural o blanda se basa en reproducir los procesos de autodepuración bajo condiciones especiales, como balsas o lagunas.
Estos mecanismos requieren pocos gastos y medios, por lo que son indicados para zonas con pocos recursos económicos.
El lagunaje consiste en la construcción de lagunas artificiales poco profundas que se llenan con el agua a depurar. Esta permanece allí meses y se van sedimentando los materiales sólidos y degradando la materia orgánica por vía anaerobia.
Los métodos blandos también incluyen las fosas sépticas y los filtros verdes, que se utilizan sobre todo en hogares que no cuentan con un sistema de alcantarillado cercano.
Sistemas semiblandos y convencionales
Los métodos semiblandos se encuentran en un paso intermedio entre los métodos domésticos y los industriales. Son el lagunaje y los lechos bacterianos.
Los métodos convencionales son los más conocidos y utilizados en diferentes tipos de aguas residuales, como los fangos activos aireados por turbina o los aireados por difusión.
Métodos portátiles y de emergencia
Los métodos portátiles y de emergencia de descontaminación del agua están diseñados para un despliegue rápido y un uso sencillo en situaciones en las que no se dispone de acceso a instalaciones de tratamiento a gran escala.
Entre los métodos portátiles más comunes se encuentran la ebullición, las pastillas de desinfección química y los dispositivos portátiles de filtración.
Estas técnicas son cruciales para el socorro en caso de catástrofe, las actividades recreativas al aire libre y las regiones con infraestructuras hídricas limitadas.
Aunque no son tan exhaustivos como los sistemas a gran escala, los métodos portátiles pueden proporcionar agua potable segura en situaciones de emergencia.
| Método | Facilidad de uso | Eficacia | Aplicación principal |
|---|---|---|---|
| Hervir | Alta | Alta | Patógenos |
| Tabletas químicas | Alta | Medio | Bacterias, virus |
| Filtros portátiles | Medio | Alta | Partículas, algunos patógenos |
| Desinfección solar | Alta | Medio | Patógenos |
Qué método elegir según el contaminante
La elección del método de descontaminación depende a menudo de los contaminantes específicos presentes, el volumen de agua a tratar y el uso previsto del agua.
La filtración física es adecuada para partículas, sedimentos, bacterias y algunos protozoos. La cloración y otros tratamientos químicos son especialmente útiles frente a bacterias y virus.
La radiación UV permite inactivar microorganismos sin añadir productos químicos, pero no elimina partículas ni sustancias químicas disueltas.
La ósmosis inversa resulta apropiada cuando el agua contiene sólidos disueltos, sales, metales pesados u otros contaminantes difíciles de retirar mediante filtros convencionales.
El carbón activado es especialmente útil para compuestos orgánicos, cloro, olores, sabores, pesticidas y determinados residuos farmacéuticos.
| Método de descontaminación | Contaminantes primarios objetivo | Eficacia | Escala de uso |
|---|---|---|---|
| Cloración | Bacterias, virus | Alta | A gran escala |
| Radiación UV | Bacterias, protozoos | Alta | Pequeña a mediana |
| Ósmosis inversa | Sólidos disueltos, productos químicos | Muy alta | De pequeño a grande |
| Filtración por carbón activado | Compuestos orgánicos, cloro | Alta | Pequeña a mediana |
| Hervir | Patógenos | Alta | A pequeña escala |
| Ozonización | Bacterias, virus, olores | Muy alta | Mediana a grande |
Purificación doméstica del agua
El agua potable que llega normalmente al suministro de una casa puede contener sedimentos, bacterias, virus o metales pesados acumulados en las tuberías. Purificarla elimina estos contaminantes y la hace segura para el consumo humano.
Los contaminantes más comunes que están presentes en el agua potable son agentes patógenos, sustancias químicas, virus, nitrógeno, fósforo, sedimentos que se arrastran desde las tuberías y metales pesados.
La elección del método depende de la calidad del agua en cada zona. Si contiene muchos sedimentos o presenta mal sabor, el carbón activado puede ser adecuado. Si presenta altos niveles de contaminantes o metales pesados, la ósmosis inversa ofrece una purificación más profunda.
Los purificadores domésticos pueden combinar carbón activado, ultrafiltración, membranas de ósmosis inversa y radiación UV, según la calidad del agua y el nivel de tratamiento requerido.
Purificación por carbón activado
El carbón activado es uno de los métodos más utilizados para la purificación de agua potable y prácticamente la mayoría de los purificadores hacen uso de este elemento para mejorar la limpieza del agua.
Gracias a su composición física, el carbón activado atrae moléculas como toxinas, microorganismos o contaminantes, así como productos químicos.
Las impurezas del agua pueden ser atrapadas con un filtro de carbón activado que no permite su paso hacia la salida del agua.
Ultrafiltración
La ultrafiltración utiliza membranas con poros muy pequeños para retener sedimentos, bacterias, coloides y algunos virus.
Los filtros de membrana con un tamaño de poro de tan solo 0,2 μm se utilizan principalmente para la filtración estéril por membrana en el sector médico con el fin de proporcionar una protección fiable contra gérmenes que viven en el agua, como legionela o pseudomonas.
Purificación por ósmosis inversa en varias etapas
La ósmosis inversa se utiliza cuando el agua potable que se quiere purificar presenta una cantidad mayor de contaminantes, como los metales pesados.
En un sistema de cinco etapas, la primera consiste en un cartucho de polipropileno que retiene sedimentos del agua, como arena, insectos u óxido de las tuberías.
El cartucho de carbón activado primario retiene sustancias disueltas en el agua, así como sabores y olores procedentes de pesticidas o cloro.
El cartucho de carbón activado secundario brinda una doble protección frente a las sustancias que puedan permanecer en el agua.
La cuarta etapa es la membrana de ósmosis inversa, que remueve virus, bacterias, metales pesados y altas concentraciones de sales del agua.
Finalmente, el cartucho de carbón activado pulidor termina de mejorar el color, el sabor y el olor del agua.
Impacto ambiental de los métodos de depuración
El impacto medioambiental de los métodos de descontaminación del agua es una consideración cada vez más importante a la hora de seleccionar y aplicar sistemas de tratamiento.
Los distintos métodos pueden tener efectos variables en el consumo de energía, el uso de productos químicos y la producción de residuos.
Los métodos físicos, como la filtración, suelen tener un menor impacto ambiental, pero pueden requerir la sustitución frecuente de los materiales filtrantes.
Los tratamientos químicos pueden ser eficaces, pero pueden introducir sustancias en el medio ambiente. Los métodos avanzados, como el tratamiento con rayos UV y ozono, suelen tener un menor impacto ambiental, pero pueden requerir más energía.
Los tratamientos biológicos, aunque se utilizan a menudo para las aguas residuales, pueden ser muy sostenibles y respetuosos con el medio ambiente.
| Método | Uso de la energía | Uso de productos químicos | Producción de residuos |
|---|---|---|---|
| Ósmosis inversa | Alta | Bajo | Medio |
| Cloración | Bajo | Alta | Bajo |
| Tratamiento UV | Medio | Ninguno | Bajo |
| Tratamiento biológico | Bajo | Bajo | Alta, biodegradable |
La elección de un método no depende únicamente de su eficacia máxima. También deben considerarse la energía necesaria, la generación de residuos, el mantenimiento, la gestión de los subproductos y el destino final del agua.
Tecnologías emergentes
El campo de la descontaminación del agua está en constante evolución, con la aparición de nuevas tecnologías para hacer frente a retos cada vez más complejos relacionados con la calidad del agua.
Algunas tecnologías emergentes prometedoras son los filtros basados en grafeno, que ofrecen una capacidad de filtración excepcional a nivel molecular, y las membranas mejoradas con nanotecnología que pueden eliminar selectivamente contaminantes específicos.
También se están desarrollando procesos avanzados de oxidación que utilizan combinaciones de UV, ozono y peróxido de hidrógeno para el tratamiento de contaminantes recalcitrantes.
Otras tecnologías incluyen la desionización capacitiva, que utiliza carga eléctrica para retirar iones disueltos, y la fotocatálisis, basada en catalizadores activados por la luz para eliminar contaminantes orgánicos.
| Tecnología | Principio | Contaminantes objetivo |
|---|---|---|
| Filtros de grafeno | Filtración a escala nanométrica | Sólidos disueltos, patógenos |
| Oxidación avanzada | Generación de radicales | Sustancias orgánicas persistentes |
| Desionización capacitiva | Carga eléctrica | Iones disueltos |
| Fotocatálisis | Catalizadores activados por la luz | Contaminantes orgánicos |
La importancia de depurar y reutilizar el agua
La depuración del agua es fundamental para garantizar la seguridad y la calidad de este recurso esencial. Más allá de proteger la salud humana, estos procesos también desempeñan un papel crucial en la sostenibilidad del medio ambiente, permitiendo el tratamiento y la reutilización del agua de manera responsable.
Al realizar un tratamiento sobre las aguas residuales conseguimos llevar a cabo una gestión correcta de los residuos, eliminar la mayor parte de los agentes contaminantes y dañinos para el medio ambiente y generar agua limpia que podemos reutilizar en muchas ocasiones para el riego de los campos de cultivo, entre otras cosas.
Más del 80% de las aguas residuales del mundo producidas por el hombre se vierten en ríos o en el mar sin que se depuren previamente, según un informe de la ONU de 2017.
Según datos de la ONU, en 2023 aproximadamente 2.000 millones de personas, el 26% de la población mundial, carecían de acceso a agua potable segura.
Por eso es responsabilidad de todos hacer un uso consciente de este recurso indispensable.
Chicago limpia 1.400 millones de galones de aguas residuales cada día | Limpieza a fondo | Insider
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