Si no se puede encontrar una fuente de agua que no esté contaminada, hay que desinfectarla para el uso humano y para el ganado. Se puede elegir entre cinco métodos diferentes:
Desinfección mediante destilación solar (sólo en regiones tropicales).
La cloración es el método más común para desinfectar y es el único con efecto constante durante mucho tiempo después de haber efectuado la cloración. Esto significa que no habrá gérmenes en tuberías con agua estancada.
Los restantes métodos de desinfección eliminan las bacterias y los virus sólo en el momento en que el agua pasa por la zona de desinfección. Si las bacterias o virus vuelven a aparecer después de la zona de desinfección, éstos pueden crecer libremente en el agua.
El método de cloración tiene dos pequeñas desventajas:
El agua con cloro tiene un ligero sabor: por ejemplo el café y el té tienen sabor distinto cuando se preparan con agua clorada.
El cloro añadido en demasiadas cantidades puede causar corrosión en la mayoría de metales y algunos elastómeros.
La cantidad de cloro a añadir para desinfectar el agua depende de la composición y temperatura de la misma, así como del tiempo de retención (tiempo transcurrido desde el momento de añadir el cloro hasta que el agua llegue al grifo), La dosificación normal es de 1,0 - 1,5 mg. por litro cuando el tiempo de retención es de aproximadamente 30 minutos.
Hay que incrementar la cantidad de cloro si:
El tiempo de retención es menos de 30 minutos
La cantidad de hierro, azufre, amoníaco o materias orgánicas es considerable.
La temperatura del agua está por debajo de 10 ºC
El valor pH del agua es mayor de 7.
Se necesita muy poco cloro para eliminar las bacterias, mientras que hace falta un poco más para eliminar los virus. La dosis se mide en mg. por litro o por partes de millón (ppm). 1 ppm es igual a 1 litro de cloro concentrado en 1.000m3 de agua.
La cantidad total de cloro añadido al agua expresada en ppm se llama dosis. Parte del cloro añadido se vuelve pasivo por los metales, minerales, babaza y materias orgánicas del agua y es por lo tanto inerte. El cloro "gastado" de esta forma se llama "necesidad de cloro". Parte del mismo se combinará con el amoníaco presente en el agua, lo que dificultará la acción de eliminación. Esto se llama "residuo de cloro combinado". La parte que no se combina se llama "residuo de cloro libre".
El "residuo de cloro libre" es aproximadamente 20 veces más eficiente para destruir las bacterias que el "residuo de cloro combinado", de modo que habrá que depender del "residuo de cloro libre", y controlar-lo.
Hay que controlar periódicamente el contenido del "residuo de cloro libre", utilizando kits de pruebas para residuos. Normalmente el apartado de cloración es suministrado con un kit de prueba.
El "residuo de cloro libre" tiene que ser al menos de 0,20 - 0,5 ppm al controlarlo después de 30 minutos de tiempo de retención en agua con un valor pH de máximo 7. Si es valor pH es mayor de 7, el residuo de cloro tiene que ser al menos de 0,8 ppm.
La supercloración se realiza en instalaciones donde no se puede garantizar un tiempo de retención de 30 minutos, y por lo tanto se utiliza más cantidad de cloro (ver Figura 2.c).
FIGURA 2.C
Si el agua superclorada sabe demasiado fuerte a cloro, esto puede ser corregido, haciendo pasar el agua potable por carbón activado.
La cloración por inyección se realiza utilizando una bomba jet o centrífuga, colocada por encima del nivel freático, para el suministro de agua. Los gastos iniciales de cloración por inyección son más bajos. La inyección es creada por la presión diferencial entre el lado de aspiración y de descarga de la bomba durante su funcionamiento.
El agua en el lado de descarga de la bomba pasa por la boquilla a muy alta velocidad, por lo que desarrolla una aspiración en el nivel de la solución de cloro. El cloro es detenido y mezclado con la corriente de chorro del difusor, y es llevado desde el difusor hasta el nivel de aspiración de la bomba de agua, entrando en el hidróforo. La cantidad de cloro sacado del depósito es ajustada por una válvula de aguja situada en el nivel de la solución de cloro.
El nivel de la solución de cloro tiene que haber una válvula de retención, hecha de plástico o acero inoxidable, para evitar contraflujo cuando la bomba no esté trabajando. En sistemas donde el proceso de cloración tiene lugar cerca de los grifos, es importante que el volumen (en litros) del depósito de presión sea la mitad de la máxima necesidad bombeada por hora, para crear suficiente tiempo de retención para eliminar las bacterias al emplear cloración sencilla. Si este no es el caso, hay que superclorar. El depósito de presión tiene que estar provisto de un difusor de entrada y uno de salida para evitar que el agua pase directamente por el depósito de agua.
La utilización de la luz ultravioleta para desinfectar pequeñas cantidades de agua para suministro doméstico es relativamente nueva. Sin embargo, es un método bien conocido en grandes sistemas de suministro de agra, donde se ha venido utilizando durante décadas.
El método consiste en hacer pasar una fina capa de agua alrededor de una lámpara que emite luz ultravioleta, la cual elimina las bacterias. La lámpara ultravioleta está protegida contra el frío y el agua por un casquillo de cuarzo. De esta forma la lámpara puede ser sustituida sin eliminar agua de la instalación. El casquillo de cuarzo tiende a cubrirse con partículas que obstaculizan la radiación de luz de la lámpara ultravioleta.
Por esta razón, todas las lámparas son suministradas con limpiadores que pueden actuar manual o automáticamente mediante un programador.
Cada unidad individual UV está diseñada para una cierta capacidad máxima que no debe ser excedida. Por consiguiente, la mayoría de las unidades incluyen una válvula reguladora que estrangula el caudal de agua de la bomba cuando se utiliza demasiada.
La unidad UV debe ser instalada entre la bomba y el depósito, porque así se puede ajustar capacidad de la unidad UV a la de la bomba. Durante períodos con un consumo de agua mayor del que la unidad UV es capaz de suministrar, se habrán acumulado reservas de agua en el depósito.
Ejemplo:
Capacidad máxima de la unidad UV 1,5 m3. Demanda máxima de agua (corta) 2,0 m3.Volumen total del depósito 1,0 m3 del cual 2/3 son agua = 0,66 m3 de agua a una presión de 2 bares.
Cuando se utiliza demasiada agua, la presión en la tubería disminuye, por lo que el depósito se vaciará, ya que el aire que está comprimido en él hace que el agua del mismo sea llevada a presión a las tuberías.
Cuando la presión del depósito haya bajado a 0,5 bares, el volumen del agua habrá bajado a 1/4 parte del volumen del mismo. Un total de 0,4 m3 de agua habrán salido a presión del depósito a los grifos.
Con un depósito de 1 m3 hemos sido capaces de cubrir una demanda máxima que es:
((2,0 - 1,5) / 1,5) x 100 = 33,33 %
un treinta tres por ciento mayor que la capacidad máxima de la unidad UV durante aproximadamente 50 minutos.
0,4 m3 volumen / 0,5 m3/h = 0,8 h = 48 minutos
La intensidad de radiación de la lámpara ultravioleta disminuye con el uso de la lámpara y será finalmente tan débil que pierde su efecto de desinfección. Para garantizar la eficiencia desinfectante, la mayoría de las unidades UV tienen un "ojo eléctrico". Esto ojo eléctrico registra la intensidad de la luz del área de radiación más eficaz, aproximadamente 2.537 Angström. Cuando la lámpara envejece o se ha acumulado suciedad en el casquillo de cuarzo, el ojo eléctrico cerrará la válvula de solenoide dejando el campo magnético sin corriente. Por consiguiente, la desinfección también eficaz en caso de corte de energía.
Las unidades UV son diseñadas para funcionamiento continuo. Esto significa que el agua alrededor del casquillo de cuarzo queda fija y es calentada cuando no hay consumo de agua. Si el agua contiene partículas de contaminación, éstas formarán una capa alrededor del casquillo de cuarzo. Para evitar esto, siempre hay que filtrar el agua minuciosamente antes de su paso por la unidad UV.
Otro tipo de control de seguridad es la medición del consumo de amperaje y de voltaje para determinar el estado de la unidad UV. Una lámpara UV con un voltaje más bajo que aquel para el cual está diseñada, emite luz que no elimina las bacterias y virus en grado óptimo. Por consiguiente, el suministro de agua tiene que ser desconectado inmediatamente. La desconexión se efectúa mediante un relé que desconecta el suministro de corriente de la válvula de solenoide cuando ésta registra bajo voltaje en los conductores principales. Al quedar la bobina de la válvula de solenoide sin corriente, la válvula se cierra y evita así el paso del agua. A medida que la lámpara se hace más vieja, la intensidad de la luz disminuye al mismo tiempo que el consumo de amperaje aumenta. Esto se utiliza para activar un relé de corriente. Cuando un relé de corriente registra un consumo de amperaje mayor del óptimo para el tipo de lámpara en cuestión, éste interrumpe el suministro de corriente de la válvula de solenoide.
En zonas donde las tarifas eléctricas son bajas y el agua muy dura, las pasterización se utiliza como desinfección. El método está basado en el principio de que el calentamiento del agua a una temperatura de al menos 70 ºC eliminará todos los cultivos de bacterias y virus peligrosos para el organismo humano. Al mismo tiempo grandes partes del contenido de calcio del agua segregan en las superficies de calentamiento. El calcio depositado es eliminado de los elementos de calentamiento, incrustado éstos con ácido. Por razones económicas se utiliza recuperación de calor, o sea el agua calentada es llevada a un intercambiador de calor de tipo contracorriente, donde intercambia su energía con el agua fría.
El sistema funciona como sigue: el agua fría (10 ºC) es llevada a un intercambiador de calor. Aquí es calentada a aproximadamente 68 ºC por el agua caliente desinfectada, (aproximadamente a 75 ºC) que fluye por el intercambiador en dirección contraria hacia el depósito de almacenamiento. El agua es llevada desde el intercambiador de calor a un calentador de agua donde se aumenta su temperatura hasta unos 75 ºC. Al llegar a la temperatura correcta, se hace pasar por una válvula de solenoide y el intercambiador, hasta el depósito de almacenamiento. SI el agua no tiene la temperatura necesaria, el termostato que controla la válvula de solenoide cambiará la dirección del flujo, de modo que el agua pasará por el calentador de agua otra vez mediante la bomba circuladora incorporada.
La ósmosis inversa se utiliza para desinfectar agua en sistemas domésticos. Sin embargo, debido a los elevados costes de energía en comparación con la cloración y a la eliminación de minerales dan lugar a sabores, así como sales disueltos en el agua, la ósmosis inversa se elige sólo como método de desinfección cuando se quiere también eliminar otro material suspendido, por ejemplo nitratos, cloruros, etc.
El agua destilada es insípida. Se debe siempre tratar el agua destilada antes de beberla. En algunas áreas el agua es tan inadecuada para beber que es necesario tratarla mediante ósmosis inversa o destilación. La destilación es sólo rentable comparada con la ósmosis inversa si se utiliza destilación solar o mediante calor residual.
La destilación solar se realiza concentrado los rayos el sol mediante reflectores. Si los reflectores son diseñados correctamente, la temperatura en el punto de inflamación pude llegar a ser muy elevada. En el punto de inflamación el agua que se quiere destilar se hace circular por bajo la ligera sobrepresión. Cuando la temperatura del agua es de aproximadamente 100 ºC, se abre una válvula, parte de ella es transformada en vapor. El vapor es recogido en una tubería que baja a un depósito de condensado con agua fría.
Al mismo tiempo que el agua proveniente del sistema es evaporada, nueva agua fría es añadida, de modo que el proceso puede continuar y cuando los rayos solares pueden elevar la temperatura del agua a más de 100 ºC. La impurezas concentradas en el fondo del depósito tienen que ser vaciadas del sistema con frecuencia. El agua es movida mediante una bomba circuladora que está protegida contra el vapor del contraflujo por una válvula de retención. No se podrá cerrar el sistema de tuberías por completo, siempre tiene que haber un pequeño by-pass.
