El agua: aprovisionamiento y tratamientos.
Miguel ha salido con un compañero a revisar las obras de un sondeo de agua que su empresa está instalando en estos días.
Los altos consumos de agua en labores de limpieza y esterilización han llevado a la empresa a solicitar la posibilidad de extraer agua de un acuífero situado en los terrenos de la planta de elaboración. De esta forma esperan conseguir reducir el gasto en agua, que se estaba disparando en los últimos tiempos ante las mayores necesidades de limpieza y desinfección, y las nuevas técnicas aplicadas en producción.
Miguel será el encargado de valorar la calidad del agua extraída para que se le apliquen los tratamientos pertinentes antes de su uso en planta.
Aunque no sabe casi nada de los parámetros que se valoran en el agua, el encargado del laboratorio le explica cómo tomar muestras y, en algunos casos, a realizar pequeñas mediciones como la turbidez, el pH o la conductividad. Miguel siente que pasa a desarrollar tareas cada vez más complicadas y no puede ocultar su satisfacción. Se alegra de haberse embarcado en los estudios de Formación Profesional para relanzar su carrera profesional.
1.- Tipos de agua. Clasificación por el suministro.
Miguel estudia los datos que ha facilitado el laboratorio acerca del agua del sondeo. Le recuerdan a los análisis de sangre de la revisión médica anual: una lista de valores que tienen una referencia a la derecha. Ve un montón de asteriscos, lo que quiere decir que hay aspectos en los que el valor supera o no llega al valor de referencia.
Miguel se los muestra, preocupado, al jefe de planta, que no le da mayor importancia. Le explica que esos valores son antes del tratamiento, que debe llevar a cabo la propia empresa, para adecuar las características del agua a las de composición al producto a fabricar.
Además le explica que, en muchos casos, esta agua subterránea se va a destinar a limpieza, calentamiento y refrigeración, por lo que no será necesario realizar ningún tratamiento. Miguel asiente y reflexiona sobre lo mucho que le queda por aprender sobre algo, tan sencillo en apariencia, como es el agua.
Es de suponer que después de tantos años abriendo el grifo y llenando el vaso, no te hubieses cuestionado la procedencia del agua; sin embargo es muy importante conocer las formas en que el agua llega a nosotros ya que su composición puede variar en función del origen.
Podemos clasificar las aguas en función de varios criterios.
- Según el origen:
- Aguas superficiales. Corresponden a las aguas de ríos, manantiales o lagos. Suelen tener un contenido en minerales bajo, ya que parte de los compuestos se van depositando en el fondo. Este tipo de agua se ha de tomar aguas arriba de las poblaciones para no tener contacto con los residuos de la población. En los últimos años cobran importancia las aguas de mar, sometidas a procesos de desalinización.
- Aguas subterráneas. Son las aguas que después de atravesar las capas porosas de la tierra, llegan a una capa impermeable para formar pozos o manantiales subterráneos. En ese camino, tierra adentro, se van enriqueciendo en minerales, por lo que a veces pueden presentar problemas como la dureza. Suelen tener menos contaminación biológica.
- Aguas de precipitación. Son las aguas de lluvia que se usan muy raramente.
- Según su calidad sanitaria:
- Aguas potables. Podría definirse como la que cumple la legislación vigente, aunque quizás una forma menos fría sería la siguiente: es aquella que, bien en su estado natural o después de un tratamiento adecuado, es apta para el consumo humano y no produce ningún efecto perjudicial para la salud. Es limpia, transparente, sin olores o sabores desagradables y está libre de contaminantes.
- Aguas no potables. No cumplen alguna de las características del agua potable.
- Según el uso al que se destinan:
- Aguas de consumo. Son las aguas destinadas al consumo humano y engloban las aguas envasadas, las aguas de distribución pública y las de captación individual, como el pozo de la empresa de Miguel en el caso práctico.
- Aguas no destinadas al consumo humano. Hay otras aguas destinadas al lavado de materiales, producción de hielo industrial o aguas de uso agrícola que se pueden incluir aquí.
2.- Consumo de agua en la industria alimentaria.
María está estudiando los consumos de agua mensuales. La dirección de la empresa ha enviado una circular para concienciar a todos los empleados en el ahorro de agua. En los últimos tiempos el coste de agua por metro cúbico consumido ha subido de forma muy elevada y la empresa no quiere que este aumento repercuta en el precio de los productos.
Como miembro del departamento de producción, María es consciente de que en la elaboración de conservas se emplean volúmenes elevados de agua, muchas veces sin reflexión.
Con los consumos delante, empieza a observar en qué momentos el consumo se dispara para analizar con sus compañeros si hay alguna posibilidad de reducir el gasto.
En los últimos años el consumo de agua se ha puesto de rabiosa actualidad, especialmente en nuestro país. El escaso régimen de lluvias y el creciente gasto de esta materia prima, debido al modo de vida imperante en estas últimas décadas, donde el consumo ha aumentado de forma considerable, ha hecho que haya zonas donde el agua es ya un bien escaso.
La industria alimentaria no ha escapado a esta mayor demanda de agua y la mayor preocupación por la higiene alimentaria, o muchas de las nuevas técnicas usadas en la industria, han hecho que la demanda aumente. El agua se usa por tener varias propiedades, como solubilizar algunos compuestos o tener un poder calorífico alto.
Las formas en las que la industria alimentaria consume agua son las siguientes:
- Lavado y preparación de materias primas. Se eliminan impurezas con caudales de agua más o menos intensos entre otras operaciones.
- Transporte hidráulico. En muchas industrias se transportan alimentos empleando una corriente de agua. Puede combinarse con la anterior.
- Limpieza de equipos e instalaciones. En esta operación se usan grandes volúmenes de agua ya que se combinan varias operaciones.
- Procesos en los que el agua es un agente calorífico: escaldado, esterilización, generación de vapor o refrigeración. Tendremos que diferenciar los procesos en los que el agua entra en contacto directo con el alimento, como en el escaldado, de aquellos en que simplemente circula por una tubería cerrada, u otro conducto, sin tocar al alimento.
- Empleo directo en procesos: El agua es parte fundamental de una operación en el procesado de alimentos como la extracción de sacarosa de la remolacha por difusión, por ejemplo.
- Producción de hielo. En algunos casos puede estar en contacto
directo con el alimento, como en la conservación de pescado por ejemplo. El
hielo en contacto con los alimentos debe cumplir con las características del
agua potable.
En la imagen puedes apreciar un detalle de una máquina de hielo.
2.1.- Uso responsable y ahorro hídrico.
Como seguro que habrás recibido mucha información a lo largo de tu vida acerca de lo importante que es para el medio ambiente el ahorro de agua, no vamos a exponer aquí los motivos ecológicos. Sí debemos concienciarnos de que es un consumo más que incrementa el coste de mi producto y deja menos beneficio a la empresa, por tanto, es perjudicial para todos consumir más de lo necesario.
Por ello el agua debe consumirse de forma responsable y con criterios de racionalidad. En el futuro las perspectivas son de un aumento sostenido en el coste, como factor disuasorio.
Para que te hagas una idea de lo elevado del consumo de agua en la industria alimentaria, echa una ojeada a la siguiente tabla de consumos en la industria. Los datos se dan en distintas unidades según el producto elaborado.
| Industria | Cervecería | Quesería | Conservas de pescado | Elaboración de vinagre | Lavado de botellas | Azucarera | Conserva de carne |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cosumo | 30 m3 /t de malta | 10 l /l de leche | 20 m3/t de pescado. | 50 l/l de vinagre | 6l por botella. | 5-15 m3/t de remolacha. | 70 m3/t de conserva. |
Para reducir el consumo, y hacer del uso de agua algo responsable, lo primero que debemos considerar es aplicar un cambio de mentalidad al entorno que nos rodea. Así, hay ciertos gestos que podemos introducir en el día a día que ayudarán a consumir menos agua. Destacamos los siguientes, aunque los ampliaremos en el siguiente apartado.
- Estudiar posibles fugas. En casi todas las conducciones de elevado tamaño, como las industriales, se producen fugas.
-
Tratar en seco los residuos,
tanto en limpieza como en eliminación. Aunque parezca cómodo, no siempre la
limpieza con agua es la mejor opción, podemos retirar en seco gran parte de los
residuos antes de aplicar agua como sucede con el operario de la imagen de la
derecha.
De esta forma reducimos los residuos, es decir, el agua sucia.
- Mejorar técnicas. Ver si es posible hacer las cosas de una forma que consuma menos agua, con el mismo resultado. Hablaremos de recirculación de agua, por ejemplo.
- Aparatos más eficientes. En algunos casos invertir en equipos puede ser rentable, aunque esto lo verás en otro módulo profesional.
En el siguiente enlace puedes ver una animación sobre el ahorro de agua.
2.2.- Técnicas disponibles.
Tras haber visto los enormes consumos y dejar claro que podemos cambiar la forma de hacer las cosas, vamos a ver una serie de tecnologías disponibles para el ahorro hídrico.
Como ya sabrás, siempre que se habla de reducir consumo aparece el concepto de las 3R: reducir, reutilizar y reciclar. Veremos cómo aplicar las dos últimas.
- Reutilizar. Es un principio fácilmente aplicable en la limpieza de frutas y verduras en contracorriente. El agua que debe limpiar las frutas se dirige a la corriente de fruta en sentido inverso; de esta forma, el agua se va ensuciando pero siempre se dirige hacia un producto más sucio. El agua limpia se usaría, con el sistema ya establecido, para terminar de limpiar la verdura o fruta más limpia. Esta agua tras su uso se volvería a emplear tras un pequeño filtrado por ejemplo.
- Reciclar. Un ejemplo sería el caso anterior, es decir utilizar el agua para una aplicación en la que se altere mínimamente, por ejemplo con tierra, y tras una ligera sedimentación volverla a usar. Está claro que esta secuencia tiene un número limitado de usos. Llegará un momento en que haya que introducir agua nueva. Este sistema es usado por algunos electrodomésticos y en operaciones que consumen mucho agua como la de la figura.
- Reducir. Como decíamos en el apartado anterior, hay sistemas que consumen mucho menos que otros. Un caso claro son los lavamanos que deben existir en todas las industrias donde se manipulen alimentos. Si instalamos lavamanos con célula fotoeléctrica evitamos que alguien deje el grifo abierto, derrochando agua, ya que únicamente se activa el chorro de agua cuando se detecta la presencia de las manos, en este caso.
3.- Parámetros básicos del agua potable.
Sara está viendo los resultados del informe del laboratorio que se encarga de controlar la higiene de la quesería. El encargado constata que hay un problema con la limpieza de los depósitos y superficies. El laboratorio cree que se trata de un problema con el cloro.
La empresa debe clorar ligeramente el agua para mantener un nivel efectivo contra los microorganismos. Sara está siendo instruida sobre cómo hacerlo todos los días antes de llenar los tanques con las soluciones de limpieza. Es un proceso muy sencillo que conoce de usarlo en el acuario de su casa. Sara no sabía que no siempre el dato más útil es el más costoso de obtener.
¿Has encontrado alguna vez una fuente con el logotipo de "agua no potable"? Sí, pues seguro que no la has bebido. O sea, que sabías la definición de no potable. Es decir, intuitivamente sabemos que el agua potable es el que podemos beber sin problemas pero, ¿qué le pedimos en la industria al agua potable?
En este caso vamos a fabricar, lavar o limpiar con ella. Es algo distinto de lo que necesitamos en el agua del grifo. Veamos algunos datos interesantes al respecto. La legislación menciona un número elevado de sustancias sobre las que hay unos parámetros de referencia, pero nosotros nos centraremos solo en algunos.
- pH. Es un valor que conocemos de otras unidades; hace referencia a una escala numérica utilizada para medir la acidez o alcalinidad de una sustancia. La escala varía de 0 a 14. El valor 7 indica una sustancia neutra, y las aguas naturales oscilan en torno a este punto, con valores entre 6,8 y 8,3. El pH es importante para muchas reacciones químicas, que son más efectivas en unos determinados rangos de pH.
- Turbidez. Es la medida de la propiedad de un líquido para dejar pasar la luz debido a la presencia de sólidos finos en suspensión. La turbidez procede de partículas que llegan al abastecimiento como: limo, arcilla o microorganismos, y han sido mal eliminados. Su valor se expresa en unidades llamadas NTU, obtenidas mediante el nefelómetro. Este es un aparato que hace pasar un rayo de luz a través de una muestra y mide la cantidad de sustancias que la dispersan, cuanto más bajo es el valor mejor es el agua.
- Dureza total. Es uno de los parámetros más importantes para la
industria. Nos referimos a la concentración de sales incrustantes de calcio y
magnesio presentes en el agua. Puede diferenciarse entre dureza temporal,
debida a carbonatos, y dureza permanente, debida a otras sales como los
sulfatos y cloruros. Suele medirse en unidades de concentración de cada
compuesto, pero el total se indica en grados de dureza, que varía según el
país. En España se utiliza el grado francés, equivalente a 10 mg/l de sales incrustantes.
El agua puede clasificarse según su nivel de dureza en las siguientes categorías: agua blanda, hasta 200 mg/l; agua dura si está entre 200 y 400 mg/l y agua muy dura si supera los 400 mg/l. Valores muy elevados causan problemas en los procesos de limpieza, ya que disminuyen la eficacia de jabones, forman depósitos en forma de escamas y se incrustan en circuitos y resistencias de los intercambiadores de calor. Si el problema es grave el agua puede ser sometida a procesos para eliminar la dureza en la propia industria. La dureza no hace a un agua no potable.
- Cloro libre. El cloro es una sustancia gaseosa en su estado natural, que se utiliza para desinfectar las aguas de consumo. Puede presentarse en forma libre y combinado con otros compuestos orgánicos. El cloro residual libre es la cantidad de cloro que permanece activo después de un tiempo de contacto. Es necesaria una cantidad para asegurar la desinfección del agua. Un valor elevado aporta un sabor desagradable.
- Conductividad. Nos mide la propiedad de conducir la corriente eléctrica y depende de las sustancias disueltas y la temperatura. Es un parámetro de medida sencilla que informa acerca de la presencia de sales en el agua.
- Microorganismos. Es importante la ausencia de patógenos en las aguas. Se buscan bacterias coliformes, principalmente, indicadoras de contaminación fecal. Más difícil de controlar, pero igualmente importante es la presencia de virus.
4.- Problemas del agua de red.
María comenta con un compañero los problemas que están teniendo con la cocción de las verduras de una conserva vegetal. Han aplicado los mismos tiempos y temperaturas que otras veces pero el resultado no está siendo el mismo.
Después de mucho pensar, el Departamento de Producción se ha dado cuenta que en estos últimos lotes han añadido agua de la red pública sin tratar, ya que han pensado que no les iba a dar ningún problema al ser una conserva segura desde el punto de vista sanitario. Los resultados del laboratorio indican una dureza anormalmente alta. El compañero le explica a María qué compuestos son los causantes de la dureza y cómo el calcio y el magnesio son malos compañeros a la hora de cocer las verduras.
Como puedes ver en el caso práctico, los parámetros del agua pueden ser muy importantes a la hora de elaborar un producto alimentario, por lo que el agua, muchas veces olvidada en un análisis previo al desarrollo de un producto, reclamará a veces nuestra atención para optimizar el mismo y no encontrarnos con algunas sorpresas desagradables.
Los problemas que presenta el agua pueden englobarse de forma general en varios grupos:
- Problemas sanitarios. Que pueden trasladarse al producto, o a toda la fábrica si hay un caso de contaminación cruzada.
- Problemas en los equipos. Que pueden ser debidos a la corrosión y las incrustaciones calcáreas.
- Problemas en los alimentos. Este grupo es muy heterogéneo y difícil de acotar ya que la casuística es muy elevada. Destacan los problemas debidos a algunos compuestos metálicos que catalizan reacciones adversas, sobre todo en bebidas, o las reacciones que pueden verse afectadas por la presencia de algún elemento.
| Tipo de Leche | Relación | Alteración |
|---|---|---|
| Cloro libre.. | Materias en suspensión. | |
| Dureza total. | Sales disueltas. | |
| Conductividad. | Sustancias con capacidad desinfectante. | |
| Turbidez. | Sales incrustantes de calcio y magnesio. |
4.1.- Influencia en equipos. Soluciones.
Puede que recuerdes un famoso anuncio en el que un técnico de lavadoras mostraba una resistencia llena de cal para ilustrar las consecuencias de utilizar aguas duras sin un antical adecuado. Si no lo recuerdas, no ocurre nada, tu único pecado es ser joven. Aquí te mostramos una imagen de la resistencia de una lavadora con la típica capa blanca cubriendo su superficie.
Incrustaciones calcáreas.Si pensamos lo que hace la resistencia de una lavadora, es decir, calentar el agua, llegaremos a la conclusión de que este problema se puede presentar en la industria alimentaria con gran frecuencia, ya que en multitud de operaciones aparece el calentamiento de agua: esterilización, pasteurización, escaldado y pelado son varios ejemplos.
En el caso de los tratamientos térmicos, donde el agua circula por un tubo, los llamados intercambiadores de calor, el problema es muy grave, ya que el mayor grosor del tubo, que tiene una gruesa capa de cal, como el de la imagen, hace que parte del calor no se emplee en calentar el alimento, sino en calentar la capa de cal.
Si estamos pasteurizando un zumo, por ejemplo, puede que la temperatura que alcance el producto no sea suficiente y su vida comercial sea más corta.
Corrosión. Se trata del desgaste de la capa metálica de las conducciones ante aguas muy agresivas. La reactividad de las aguas depende de su pH y el contenido en sales. El problema de la corrosión es, sobre todo, una preocupación del personal de mantenimiento y si la instalación es correcta puede minimizarse.
Una vez que hemos expuesto los problemas que aparecen con aguas duras, ¿se pueden plantear algunas soluciones? Sí, para casi todo, existe una solución.
Ablandamiento del agua. Se trata de eliminar los iones de calcio y magnesio del agua, sustituyéndolos por iones de sodio. Se usan unos equipos llamados resinas intercambiadoras donde se produce el cambio antes descrito. Los cartuchos con la resina, se colmatan, por lo que hay que cambiarlos o lavarlos encareciendo el proceso.
Empleo de sustancias ablandadoras. Se pueden usar detergentes con sustancias que disminuyen la dureza del agua, e impiden que dificulte la acción de los detergentes. Solo válido para los procesos de limpieza, claro.4.2.- Problemas en productos alimentarios. Soluciones.
De entrada debemos decir que para la elaboración de un alimento no hay solo un agua buena. Como adelantábamos en la introducción a este apartado, hay tantos casos como alimentos. Además, hay que tener en cuenta que en algunos casos el agua está en contacto con los alimentos solo un período de tiempo, pero en otros, es un ingrediente con todas las consecuencias.
Nos centraremos en la dureza para ver cómo las sales cálcicas pueden tener efectos positivos o negativos.
Aguas muy duras. Cantidades excesivas de sales cálcicas, como los bicarbonatos, pueden tener efectos como los que siguen:
- Alteran la actividad de enzimas como las amilasas, que transforman el almidón en glúcidos sencillos.
- En el caso de la cocción de verduras y hortalizas, pueden alargar los tiempos de tratamiento. Es interesante en el sector de conservas vegetales.
- Pueden influir en el color de las cervezas, según la dureza sea temporal o permanente. La dureza permanente aumenta el color. Si eso no nos interesa, como en las cervezas tipo Pilsen, será un defecto; si por el contrario, estamos produciendo cervezas más oscuras, como la de la imagen, nos es indiferente.
- Producen masas muy tenaces en galletería, que se laminan mal.
- Neutralizan ácidos, por lo que no son deseables en fermentaciones ácidas como la fabricación de encurtidos, como pepinillos o guindillas, donde eliminan el ácido que contribuye a su conservación.
En todos ellos será conveniente ablandar el agua, hervirla para precipitar las sales o corregir los efectos adversos con aditivos que tengan el efecto contrario.
Aguas muy blandas. Por el contrario, si no tenemos sales podemos tener problemas como los que señalamos a continuación.
- Producen en panadería y bollería masas muy pegajosas, producto de una actividad excesiva.
- En cervecería tendremos problemas en la clarificación de la cerveza, ya que las sales de calcio ayudan a formar coágulos insolubles que mejoran este proceso.
- En operaciones con vegetales, las aguas blandas pueden dar lugar a una textura muy blanda, por lo que se deberán añadir sales cálcicas en operaciones como el escaldado por agua caliente.
Como ves, la variedad es muy elevada y depende de cada alimento.
5.- Tratamientos del agua. Potabilización.
María ha ido esta mañana de visita al laboratorio. Finalmente, la empresa ha decidido clorar el agua para evitar problemas sanitarios ya que procede de un sondeo propio. Aunque le han dicho que la calidad microbiológica es buena, los riesgos son muy elevados por lo que deberá mejorar los procesos de potabilización.
María debe medir el nivel de cloro y ha ido a recoger el material necesario. En las conservas se eliminan todos los microorganismos pero se refrigeran con agua. Si esta agua está contaminada puede entrar en contacto con la conserva y dar serios problemas. María sabe que un nivel de cloro adecuado es garantía de higiene.
Después de haber repasado, de forma breve, los problemas que puede acarrear el agua para la industria alimentaria, vamos a comentar aquellos tratamientos que se aplican al agua, muchas veces incluso en la propia empresa, tal y como hemos visto en el caso práctico.
Justificación de los tratamientos.
Las aguas naturales, sea cual sea el sistema de captación, tienen unas características físicas y químicas muy variables que pueden no satisfacer las necesidades de los distintos procesos para los cuales van a ser destinadas: limpieza, calentamiento, lavado de materias primas o ingrediente, por poner solo algunos ejemplos.
Vamos a ver la forma en la que se actúa sobre las aguas para eliminar compuestos indeseables y hablaremos de la desinfección, para tratar el tema de la calidad sanitaria de las aguas, que tiene una importancia básica en las industrias alimentarias. En la imagen inferior puedes ver un esquema del camino del agua hasta el grifo de la empresa. Puedes ampliar la imagen pinchando sobre ella.
Potabilización. Trataremos los procesos de potabilización y acondicionamiento del agua que suelen llevar aparejados varios procesos entre los que destacan:
- Eliminación de sólidos y partículas en suspensión. Que tendrá relación con la turbidez de forma directa, y de forma indirecta con muchas otras características del agua. Este apartado se puede hacer de muchas formas que se llevan a cabo de forma complementaria. Lo hemos llamado Clarificación.
- Desinfección. Básica para garantizar la inocuidad de los alimentos fabricados con ella.
- Aireación. En las aguas subterráneas puede ser interesante eliminar gases que dan malos sabores y olores, como los compuestos azufrados.
- Eliminación de la dureza y otras sales. Ya hemos vistos la gran importancia de este asunto ampliamente.
- Decoloración. El agua ha de ser transparente y con el tratamiento adecuado pierde los compuestos responsables del color.
- Eliminación de compuestos indeseables. En algunos casos no serán perjudiciales para la salud pero sí para el proceso, como el hierro o el manganeso, mientras que en otros, como los nitritos, son un peligro a largo plazo para la salud.
5.1.- Clarificación.
Si alguna vez has cogido agua de un río, salvo en uno de montaña, habrás visto que la turbidez hace que el agua tenga un aspecto poco apetecible. Mediante un conjunto de operaciones que hemos agrupado aquí se van a eliminar las partículas que flotan, están en suspensión, e incluso algunas disueltas, para dar un líquido claro.
Además del beneficio que supone en sí misma la eliminación de partículas, va a ser imprescindible para una buena desinfección posterior: queremos que el desinfectante que vamos a usar vaya directo a los microorganismos y no a la materia orgánica que esté flotando en el agua de abastecimiento.
Veremos en este punto todas las operaciones que tiene que ver con la eliminación de sólidos y partículas, ya que en nuestra empresa podemos aplicar una o varias de las que vamos a enumerar a continuación. Las operaciones llevadas a cabo son las siguientes:
Filtración grosera. Es habitual poner una rejilla a la entrada para eliminar residuos grandes que puedan venir en el agua.
Adición de coagulantes. Hay partículas que no pueden ser eliminadas mediante una filtración o una decantación, ya que no forman partículas de un tamaño suficiente, son los llamados coloides. Mediante el uso de sustancias que actúan alterando las cargas eléctricas y formando precipitados, se consigue que estas sustancias sean arrastradas al fondo. Se suele utilizar Sulfato de aluminio. Puede ser necesaria una agitación para completar la operación. En la imagen puedes ver cómo con el tiempo y la adición de coagulantes, la turbidez forma un precipitado fácilmente eliminable.
Decantación y sedimentación. Una vez formados los agregados grandes, debemos eliminarlos. Se puede dejar en reposo, o imprimir un leve movimiento el agua, para que se depositen en el fondo y formen un sedimento. Cuando decantamos, normalmente nos referimos a que eliminamos el agua de la parte superior, dejando esas partículas en el fondo. En la imagen puedes ver una imagen de los canales de sedimentación.
Filtración. Dado que es muy difícil eliminar todas las sustancias disueltas mediante procesos tan sencillos como la decantación o sedimentación, se hace necesario usar filtros de tamaño más o menos fino para dejar el agua libre de impurezas. En este punto la variedad es enorme, hay filtros que retienen materias finas y membranas tan sofisticadas que pueden retener bacterias, lo que se conoce con el nombre de ultrafiltración.
5.2.- Desinfección.
¿Recuerdas alguna vez que alguien, al beber agua del grifo, ha dicho lo mucho que le sabía a cloro? Ese aroma, más que sabor, nos recuerda levemente a la lejía, y es señal inequívoca de que el agua ha sido desinfectada, en ese caso probablemente de forma excesiva. Veremos qué tratamientos podemos aplicar para desinfectar el agua.
Objetivo. El objetivo de la desinfección es triple.
- Destruir los gérmenes que trae el agua desde el punto de captación.
- Destruir los gérmenes que se puedan incorporar al agua en las conducciones.
- Asegurar el control de los microorganismos en la red de distribución hasta el punto de consumo.
Formas de desinfección.
La forma más habitual es la cloración, pero últimamente se usa el ozono y se prueba con las radiaciones ultravioleta y la electrodiálisis. Veremos en primer lugar el tratamiento con cloro por ser la forma más habitual de desinfección. Evitaremos las fórmulas químicas para no hacer el tema demasiado complejo.
Cloración. El cloro se añade al agua en las fases finales de tratamiento y su actuación va seguir una serie de etapas.
- Destrucción de la materia orgánica presente en el agua, fundamentalmente microorganismos, ya que el resto ha sido eliminado por clarificación. En este punto no hay residuo de cloro y, por lo tanto, no hay desinfección.
- Unión del cloro con compuestos presentes en el agua, formando lo que se conoce como Cloro Combinado. Fundamentalmente estos compuestos son cloraminas. Las cloraminas tienen una capacidad germicida baja pero duradera. En este punto la desinfección no es suficiente.
- Si añadimos más cloro, tras destruir parte del cloro combinado, formado anteriormente, empezamos a detectar Cloro Libre Residual de gran capacidad desinfectante. Este punto se denomina punto crítico y debe ser sobrepasado. Necesitamos unos 0,2 mg/l de cloro libre para asegurar la desinfección.
Este proceso lo puedes entender mejor si le echas un vistazo a esta gráfica que puedes ampliar.
El cloro se puede añadir como cloro gas o en forma de hipoclorito, cuyo derivado más habitual en nuestras vidas es la lejía.
Tratamiento con ozono.
Debido a la menor actividad del cloro contra los virus, se empezó a trabajar con el ozono como desinfectante por su gran reactividad y poder oxidante. Este método, habitual en depuración de aire o desinfección de cuchillos, se emplea menos en aguas que el cloro. Es un desinfectante más rápido que el cloro pero deja en el agua unos valores residuales similares a los de aquél, por lo que su efecto protector no se ve afectado.
El ozono destruye también compuestos indeseables como los compuestos aromáticos. Actúa también frente a esporas y quistes de parásitos.
Para llevar a cabo el proceso necesitamos, y esto es un inconveniente, un sistema de producción de ozono, llamado ozonizador. Este detalle hace que sea una instalación más cara, por el coste y mantenimiento de la instalación.
Si la ozonización ha despertado tu curiosidad, puedes aprender más sobre el uso de este desinfectante en el artículo que te facilitamos.
5.3.- Otras técnicas.
Es evidente que si el agua está muy clara, y no tiene gérmenes, se podría beber y usar como ingrediente en la industria alimentaria, pero queremos todavía algo más. Necesitamos, como ya hemos dicho varias veces a lo largo de esta unidad, que el agua cumpla con una serie de requisitos en función de las instalaciones por la que va a circular, o los alimentos con los que va a estar en contacto. Por ello se le aplican otra serie de técnicas que mejoran sus propiedades.
La aireación consiste en hacer pasar el agua a través de chorros, a modo de duchas o cascadas como la de la imagen, permitiendo la eliminación de gases y sustancias volátiles de sabores desagradables, sobre todo compuestos de azufre, típicos de las aguas subterráneas, mejorando así el olor y sabor del agua, aunque pueden permanecer olores y sabores provocados por sustancias que no tienen la suficiente volatilidad. Tiene como función adicional la oxidación del hierro y el manganeso a formas químicas que no son solubles. Operaciones vistas anteriormente como la oxidación con ozono y el tratamiento con coagulantes eliminan por completo el hierro y el manganeso.
Desalado. Dado que la mayor parte del agua del planeta es agua salada, parecía una buena idea eliminar la sal para obtener agua potable. La primera planta de este tipo se instaló en Lanzarote y ya hay más de 700 en España. El coste del proceso es caro, por lo que su uso no se ha extendido. Es un buen sistema para producir aguas de regadío, cuya calidad es inferior a la del agua de consumo humano. Se usan tecnologías como la ósmosis inversa, un tipo de filtración muy complejo, o la destilación para eliminar la sal.
Puedes aprender más acerca de las desaladoras en la siguiente animación.
5.4.- Depuración de compuestos no deseados.
Dejamos para el final el problema con el que te hemos mareado más en esta unidad: la dureza. Veremos técnicas de ablandamiento, que es como se llama al proceso de eliminar las sales incrustantes de calcio y magnesio.
Ablandamiento.
La eliminación de la dureza, es decir de las sales cálcicas y magnésicas del agua, se puede realizar por varios métodos. Descartada, por su elevado coste y escaso rendimiento, la ebullición, (si la cal precipita en caliente, podríamos usar la ebullición con ese cometido) nos queda el método puramente químico que es el tratamiento con cal, y el tratamiento con resinas intercambiadoras de iones.
- Resinas Intercambiadoras.
La base de este proceso, el mismo que se realiza a nivel doméstico, es sustituir los iones Ca y Mg por el ión sodio, que forma sales solubles.
El proceso consiste en hacer pasar el agua a través de un material natural o sintético, que forma una red en la que están incluidos los iones sodio. Este material, dispuesto en forma de columna, se empaqueta en cartuchos.
Al pasar el agua, los iones sodio se intercambian por el calcio y magnesio, enriqueciéndose la columna en los iones no deseados hasta que se satura, es decir, hasta que no puede absorber más dureza. Entonces hay que lavarla o cambiarla. En el primer caso se puede usar cloruro sódico concentrado y se daría el proceso inverso, el sodio de la disolución de sal se cambia por los iones calcio y magnesio, quedando lista para un nuevo uso como resina de ablandamiento.
- Tratamiento con Cal.
El fundamento consiste en elevar el pH hasta 10 con la adición de cal y sosa. Esto motiva que los bicarbonatos se vuelvan insolubles. Se separan posteriormente por sedimentación.
Este método dejaba parte de los bicarbonatos en forma de fino polvo, por lo que se añadía después dióxido de carbono para volverlos solubles, es decir no se elimina la dureza por completo.
- Sustancias protectoras.
También se pueden añadir al agua sustancias que rebajen la dureza, se trata de polifosfatos.
Además, en este punto de tratamiento se pueden añadir protectores contra la corrosión.
El producto final queda listo para el consumo.
Anexo.- Licencias de recursos.
| Recurso (1) | Datos del recurso (1) | Recurso (2) | Datos del recurso (2) |
|---|---|---|---|
![]() |
Autoría: Hammelmann oelde. Licencia: CC. By SA 3.0. Procedencia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Industrial_cleaning.jpg |
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Autoría: Cyclonebill. Licencia: CC By SA 2.0. Procedencia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flickr_-_cyclonebill_-_Blue_Mountain_Stout.jpg |
|
Autoría: Angeljr1971. Licencia: CC. By SA 3.0. Procedencia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Desarenaderos.JPG |
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Autoría: Varios. Licencia: Copyrigt. Cita.
Procedencia: Manual para el autocontrol y gestión de abastecimientos de agua de consumo público. |
|
![]() |
Autoría: Rama. Licencia: CC By SA 2.0. Procedencia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Usine_Bret_MG_1648.jpg?uselang=es |
![]() |
Autoría: Walter J. Pilsak. Licencia: CC By SA 3.0. Procedencia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stilles_Mineralwasser.jpg |









