Cómo la mezcla activa mejora la calidad del agua y reduce los costes de los productos químicos

Introducción

Las organizaciones sanitarias de todo el mundo reconocen la importancia de la cloración del agua potable para la salud pública. En EE. UU., antes de la introducción generalizada de la desinfección con cloro a principios del siglo XX, el cólera, la fiebre tifoidea, la disentería y la hepatitis A causaban la muerte de miles de personas cada año. Además de eliminar bacterias, virus y parásitos, el cloro reduce los sabores y olores desagradables del agua. El cloro elimina las bacterias viscosas, los mohos y las algas que crecen en las paredes de las tuberías y los depósitos de agua. El cloro es tan importante para mantener un suministro de agua potable saludable que la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) exige que el agua potable tratada contenga un nivel detectable de cloro —el cloro residual— para ayudar a protegerla contra los gérmenes hasta que llega al grifo del consumidor. La pérdida de cloro residual hace que los sistemas de distribución sean vulnerables a la contaminación microbiana. Las empresas de suministro de agua comprenden la importancia de controlar los residuos de cloro en sus sistemas de distribución y almacenamiento. Sin embargo, entender lo que indican esos datos de control no es sencillo. En esta entrada, analizamos lo que intentan decirte tus datos de control de cloro residual y ofrecemos breves explicaciones sobre el tema.

Residuos de cloro y calidad del agua

En general, el agua potable debe someterse a un tratamiento antes de la desinfección. La coagulación, la filtración y la clarificación son tratamientos habituales. La desinfección se lleva a cabo tras el tratamiento, en el depósito de agua clarificada. Dado que el cloro es fácil de aplicar, dosificar y controlar, es uno de los desinfectantes más utilizados. Es relativamente barato y muy eficaz para inactivar los microorganismos patógenos. Al ser muy reactivo, cuando se añade al agua, el cloro comienza inmediatamente a reaccionar con cualquier contaminante presente tras el tratamiento. Estas reacciones son predecibles:

1.) El cloro comienza oxidando cualquier materia orgánica que quede en el agua tras el tratamiento. A este proceso se le denomina demanda de cloro del agua.
2.) A continuación, el cloro se combina con los compuestos nitrogenados. A este proceso se le denomina cloro combinado y no está disponible para su desinfección.
3.) Lo que queda es cloro libre, lo que elimina cualquier contaminante microbiano que quede en el agua.

Tras las reacciones con la materia orgánica, la combinación con el nitrógeno y la desinfección, el cloro que queda es cloro residual.

Residuos de cloro en las redes de distribución

Tras la desinfección, el agua entra en la red de distribución con cloro residual. Lo que ocurre con el cloro residual en una red depende de la calidad del agua de entrada, de las interacciones dentro de la red de distribución y del funcionamiento de la misma.

Calidad del agua de entrada

Altas cargas orgánicas

El cloro reacciona rápidamente con cualquier materia orgánica que quede en el agua de entrada, consumiendo los residuos. Los sedimentos orgánicos arrastrados por el agua desde las tuberías y los depósitos pueden aumentar aún más la demanda de cloro del agua.

Estratificación, temperatura y edad del agua

Cuando hace calor, el agua de los depósitos elevados sin mezcla suele estratificarse. El agua caliente se acumula en la parte superior del depósito, mientras que el agua fría recién llegada permanece en el fondo. El agua que se extrae del fondo no afecta a la capa superior, que se va calentando y envejeciendo con el tiempo. Las temperaturas más altas también aceleran la descomposición del cloro.

Interacciones entre los sistemas de distribución

Depósitos y tuberías metálicos

En los depósitos y tuberías metálicos, el cloro reacciona con el hierro reducido para formar óxidos metálicos. Estas reacciones eliminan el cloro del sistema y provocan la formación de depósitos en las tuberías, lo que restringe el caudal.

Biopelículas y sedimentos

Las biopelículas que se forman en las paredes de las tuberías y los depósitos, difíciles de eliminar, consumen el cloro residual. Los sedimentos de los depósitos suelen ser de naturaleza orgánica, lo que reduce aún más los niveles de cloro residual.

Funcionamiento del sistema

Depósitos multifuncionales, flotantes y aislados

Los depósitos de agua de las redes de distribución suelen diseñarse para hacer frente a los picos de demanda, equilibrar la presión y proporcionar reservas para la extinción de incendios y otras emergencias. Si los depósitos se mantienen llenos pero se infrautilizan, el agua almacenada envejece y su calidad se deteriora. Los niveles de cloro residual disminuyen a medida que este se degrada con el tiempo.

Disposición de las entradas y salidas

En muchos depósitos municipales de agua, se utiliza la misma tubería tanto para llenar como para vaciar el depósito. Esto provoca un «cortocircuito» en los depósitos sin mezcla, ya que el agua entrante, más fría, permanece en el fondo y se vacía en primer lugar.

Mantenimiento de los residuos de cloro

Optimizar el tratamiento en las fases iniciales

La demanda de cloro puede reducirse mejorando la eliminación de sustancias orgánicas en las etapas previas. Los tratamientos aplicados dependen de las características de la materia orgánica presente en el agua e incluyen:

• optimización de la coagulación
• adición de adsorción de carbono
• tratamiento biológico

Mantenimiento de los depósitos

Mantenimiento y limpieza

El mantenimiento y la limpieza periódicos de los depósitos, así como el lavado de las tuberías, reducen la demanda de cloro en un sistema. La AWWA ha elaborado una norma para los depósitos de agua de acero*. La norma recomienda que, como mínimo cada tres años, los depósitos se vacíen, se laven y se sometan a una inspección realizada por profesionales. Las inspecciones deben evaluar problemas sanitarios evidentes, como la acumulación de biopelícula y sedimentos.

Reducción del crecimiento de la biopelícula en depósitos bien mezclados

Las biopelículas aumentan la demanda de cloro en un sistema y proliferan cuando bajan los niveles de cloro residual. Las biopelículas tienden a formarse en la parte superior de los depósitos, donde el nivel del agua sube y baja durante las operaciones diarias. Como ya se ha comentado, el agua de la parte superior de los depósitos sin mezcla suele ser más antigua y más cálida, con bajos niveles de cloro residual. Aumentar la circulación, ya sea de forma pasiva mediante el recirculado y el bombeo, o de forma activa con mezcladores, permite que el cloro llegue a las biopelículas y las elimine.

Funcionamiento del depósito

Reducción de la edad del agua

Los operadores reducen la antigüedad del agua forzando una alta renovación y modificando los niveles de agua en los depósitos. Algunas empresas de suministro deben bombear agua hacia dentro y hacia fuera de los depósitos que «flotan» en el sistema para mantener unos residuos adecuados. Para aumentar la mezcla pasiva, los depósitos pueden diseñarse o adaptarse con una entrada y una salida independientes. La entrada se sitúa en una posición más elevada dentro del depósito para favorecer la mezcla del agua de entrada, más fresca y fría, con el agua más antigua y cálida del depósito. Algunos sistemas de mezcla pasiva utilizan una compleja serie de tuberías y boquillas para inyectar el agua de relleno por todo el depósito.

Dosificación de cloro

Algunos sistemas de distribución requerían una dosificación adicional de cloro en determinados puntos. El sistema puede ser extenso o los depósitos pueden estar aislados. En estos casos, es necesario añadir más cloro para mantener los niveles de cloro residual.

Mantenimiento de los residuos de cloro mediante agitación activa

La mezcla activa en los depósitos de agua ayuda a mantener los residuos de cloro al evitar la estratificación y eliminar los «cortocircuitos» que provocan una elevada antigüedad del agua. La mezcla activa proporciona una mezcla completa del agua, lo que da como resultado niveles de cloro residual uniformes en todo el depósito. En situaciones que requieren una dosificación suplementaria de cloro en los depósitos, un mezclador activo permite una mezcla completa de los productos químicos añadidos. Kasco ofrece una solución rentable y homologada según la norma NSF-61 para satisfacer sus necesidades de mezcla en depósitos. Su diseño superior, su extraordinaria eficacia y su facilidad de instalación hacen que Mezclador de tanques CertiSafe™ de Kasco el agua potable, en primer lugar.

Conclusión

La cloración del suministro de agua es uno de los mayores avances en materia de salud pública. Sin embargo, la cloración del suministro de agua no es una actividad que se pueda configurar una vez y olvidarse de ella. El control de los residuos de cloro a lo largo de todo el sistema de distribución permite comprender la dinámica del sistema. Un sistema de mezcla activa instalado en su depósito de agua ayuda a mantener un nivel de cloro residual uniforme en todo el depósito. Mantener unos niveles adecuados de cloro residual elimina el crecimiento de biopelículas y reduce la contaminación orgánica. Esto, a su vez, reduce la demanda de cloro del agua. Los mejores sistemas de mezcla activa para depósitos de agua potable están diseñados para garantizar eficacia, seguridad y durabilidad. Para resolver los problemas de sus depósitos de agua, obtenga más información sobre Mezclador de tanques CertiSafe™ de Kasco.