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Tecnologías para el tratamiento del agua

Catalización, filtración y purificación

3 de diciembre de 2010

Existen diferentes métodos para clasificar los sistemas de tratamiento del agua. Por un lado, se pueden clasificar en función del método de purificación utilizado en el proceso; sedimentación o deposición, tratamiento físico (membranas) o químico del agua (cloración), tratamiento biológico (oxidación). Además se pueden clasificar los sistemas de tratamiento de agua según la complejidad de instalación y costes, o bien en función de si son más o menos beneficiosos para la salud según sus resultados de purificación del agua y cómo la purifiquen.
Xavier Borràs

Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios: combinación de barreras múltiples (diferentes etapas del proceso de potabilización) para alcanzar bajas condiciones de riesgo; tratamiento integrado para producir el efecto esperado; y tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una meta específica relacionada con algún tipo de contaminante).

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Agua antes del proceso de potabilización.

A continuación describimos brevemente los tratamientos por catalización, filtración y purificación:

Catalización

La catálisis es el proceso a través del cual se incrementa la velocidad de una reacción química. El proceso de catálisis implica la presencia de una sustancia (el catalizador) que, si bien es parte del sistema en reacción, ésta se puede llevar a cabo sin la primera. Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción, regenerándose y que puede ser recuperado al final de la reacción (el catalizador se fragmenta en pequeñas partículas para acelerar el proceso). Si retarda la reacción se llama inhibidor.

En la purificación del agua, los procesos de catalización se utilizan para resolver los inconvenientes producidos en las instalaciones y accesorios, por un exceso de cal y minerales en el agua (incrustaciones, etc.). Los descalcificadores tradicionales funcionan por intercambio de iones (un procedimiento no-químico). Los catalizadores Care-Free constituyen una alternativa ecológica y económica a éstos, siendo también un procedimiento no-químico: se trata de un convertidor catalítico que se intercala en la tubería. Cuando el agua pasa rápidamente por él, los electrones son inducidos en el agua, los cuales, entonces, neutralizan las moléculas de carbonato cálcico, separándolas en micropartículas independientes, sin capacidad de incrustación. Dicho de forma más sencilla, el catalizador Care-Free elimina la cohesión que existe entre las partículas minerales del agua.

En el agua catalizada, las partículas minerales se repelen y pierden su capacidad de adherencia a las tuberías u otros equipos. El agua disuelve lentamente las capas de cal y óxido del sistema, soltándolas. Una vez limpio, el sistema permanecerá siempre limpio, mientras el catalizador permanezca colocado y en funcionamiento.

Estos catalizadores están fabricados con metales extremadamente resistentes a la corrosión. En circunstancias normales, estos catalizadores no deberían ser reemplazados nunca. Se instala en la línea principal del sistema de agua, después del contador o bomba, y antes de cualquier junta en forma de “T” o depósito, beneficiándose de esta forma, todo el sistema. El catalizador de agua funciona especialmente en aguas con exceso de cal (aguas duras) o calcio, carbonatos o sales.

Filtración

Los sistemas de filtración de agua por membrana son buenos para quitar las sales y la materia orgánica disuelta, mediante una membrana permeable que bloquea los elementos o partículas sólidas contaminantes y permita pasar el resto de líquido no contaminado. Dependiendo del tamaño y tipos de partículas para ser limpiadas, se deberá usar uno u otro sistema. Los principales son: microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y osmosis inversa (OI).

La microfiltración del agua sirve para la purificación del agua de residuos o partículas no superiores a un radio de 0,1 a 1,5 micras. Es ideal para limpiar bacterias y sólidos suspendidos. La ultrafiltración del agua sirve para la purificación de residuos o partículas muy finos, de radio entre 0,005 a 0,1 micras. Es ideal para quitar sales y sólidos de este tipo. L nanofiltración del agua sirve para la purificación del agua de residuos o partículas extremadamente finas, de radio entre 0,0001 a 0,005 micras. Es ideal para quitar virus y elementos tóxicos como herbicidas o pesticidas. Finalmente, la ósmosis inversa (OI) sirve para la purificación del agua extrayendo partículas de hasta 0,0001 micras. Es el sistema más potente para la purificación mediante membrana. Elimina por completo sales disueltas, además de todo lo dicho anteriormente.

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La microfiltración del agua sirve para la purificación del agua de residuos o partículas no superiores a un radio de 0,1 a 1,5 micras.
Hoy en día la filtración por arena suele constituir el primer paso dentro de un proceso más largo de purificación

Además de los sistemas de filtración física por membrana, tenemos otros sistemas de filtración: el clásico sistema de filtración mediante arena, en el que se hacer pasar el agua por diferentes capas de arena de diferente densidad. Hoy en día suele constituir el primer paso dentro de un proceso más largo de purificación. Otro sistema de filtración física es el del uso de pantallas o fibras (cartuchos). Otro sistema de filtración es el del carbón activo; el agua se hace pasar por unas columnas de carbón activado permitiendo la eliminación de cloro, olores y sabores, pero también útil para el tratamiento de pesticidas o herbicidas.

Se puede purificar el agua mediante tratamientos biológicos, o por oxidación, o mediante ozono

Purificación

Se puede purificar el agua mediante tratamientos biológicos, o por oxidación, o mediante ozono. En los tratamientos biológicos se regula el aire u oxígeno en el líquido. En los sistemas aeróbicos, se usa aire comprimido u oxígeno, y en los anaeróbicos son sistemas normalmente basados en condiciones libres de oxígeno. Por ejemplo, en ganadería para el tratamiento de estiércol se pueden usar lagunas anaeróbicas, ya que son económicas y permite descomponer más carga orgánica por unidad de volumen.

La depuración por Oxidación Total forma parte normalmente de la primera fase de un proceso de depuración, en la cual el agua es sometida a un proceso de activación y nitrificación donde la materia orgánica es reducida aeróbicamente mediante la introducción de aire a través de difusores, transformándose en dióxido de carbono, agua y nuevos microorganismos. La aireación favorece la oxigenación bacteriológica creándose fangos activos los cuales siguen el proceso de depuración. La purificación del agua por ozono consiste en la aplicación de éste como agente oxidante que mata substancias orgánicas, pesticidas y organismos como por ejemplo virus o bacterias.

Para la desinfección del agua existen varios sistemas, algunos de los cuales ya hemos comentado: uso de ozono, cloro o rayos UV. Aquí hablaremos de la purificación del agua mediante cloro, el agente químico-desinfectante por excelencia en las aguas de hoy en día. Normalmente se aplica el cloro o alguno de sus derivados después del proceso de filtración y se considera que el cloro debe estar en contacto directo con el agua por lo menos durante 20 minutos para una desinfección segura de la misma. Para el consumo humano se utiliza el hipoclorito o clorito de sodio. En cuanto a la desinfección por rayos ultravioleta (UV): estos, al ser aplicados al agua, actúan como un germicida, matando baterias, gérmenes, virus y algas.

En todos los casos, es importante ajustar el PH del agua: este es un elemento determinante de la misma, que afecta sobre todo al entorno por el cual fluye el líquido. Si el PH no es el correcto, el agua puede corroer tuberías o tener otros efectos dañinos. Este debe controlarse entre 7 ó 7,5.

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