Introducción

El consumo de agua potable constituye un vector importante de enfermedades  y en determinadas ocasiones un aporte diario y prolongado en el tiempo de diversos tipos de contaminantes ya sean de origen natural, debidos principalmente a la climatología y geología del terreno como pueden ser metales pesados, hierro, manganeso etc., y también podemos encontrar contaminantes provocados por la acción del hombre como compuestos orgánicos volátiles, pesticidas, nitritos etc.

En el tratamiento del agua para consumo humano, el cloro es el agente desinfectante más empleado, pero no el único ni el mejor. Existen otros agentes como el ozono, el cual es el agente más oxidante (después del flúor) del que dispone el hombre. Siendo además un decolorante muy efectivo y un potente destructor de gérmenes. Además posee efecto deodorante debido a que destruye las sustancias de las cuales emanan los malos olores.

Debido a las ventajosas propiedades del ozono, se ha marcado un incremento en su utilización en el mundo entero. Su utilización industrial en la purificación de aguas potables se conoce desde hace más de 70 años (sin haberse registrado accidente alguno).

Debido a la gran capacidad destructora (oxidante) del O₃ y por la rapidez en que se disgrega su tercer átomo volviéndose oxígeno (O₂) es empleado con absoluta seguridad, con óptimos resultados e infinitamente más confiables que los obtenidos con otros productos químicos.

Los efectos principales de ozonización del agua potable

1.      Desinfección e inactivación viral

Bacterias y la inactivación viral se relacionan con la concentración del ozono en el agua y su duración de contacto con los microorganismos. Las bacterias son las que más rápidamente son destruidas. Las bacterias E-Coli son destruidas por concentraciones de ozono de un poco más de 0,1 mg/litro y una duración de contacto de 15 segundos a temperaturas de 25 ºC y 30 ºC . Streptococcus Faecalis son destruidos mucho más fácilmente. A concentraciones de ozono de aproximadamente 0,025 mg/litro, se obtiene un 99,9% de inactivación en 20 segundos o menos a ambas temperaturas. Los virus son más resistentes que las bacterias. Estudios pioneros por científicos de Salubridad Pública Francesa en los años 60 han demostrado que el poliovirus tipos I, II y III quedan inactivados por medio de exposición a concentraciones de ozono disuelto de 0,4 mg/litro por un período de contacto de cuatro minutos.

2.      Oxidación de inorgánicos (como hierro, manganeso, metales pesados ligados orgánicamente, cianuros, sulfuros y nitratos)

En el caso del hierro, el manganeso, metales pesados y de varios compuestos arsénicos, la oxidación ocurre muy rápidamente, dejando compuestos insolubles que se puede quitar fácilmente por medio de un filtro de carbón activado. Iones de sulfuro son oxidados a iones sulfatos, una sustancia inocua.

3. Oxidación de orgánicos (como detergentes, pesticidas, herbicidas, fenoles, sabor y olor causados por impurezas)

El ozono es un agente muy poderoso en el tratamiento de materiales orgánicos. Los orgánicos son naturales (ácidos de humectación y fúmicos) o sintéticos (detergentes, pesticidas) en esencia. Algunos orgánicos reaccionan con ozono muy rápidamente hasta la destrucción, dentro de minutos o aún segundos (fenol, ácido fórmico), mientras otros reaccionan más lentamente con ozono (ácidos de humectación y fúmicos, varios pesticidas, tricloretano etc.). En algunos casos, los materiales orgánicos son oxidados solamente parcialmente con ozono. Una ventaja principal de oxidación parcial de materiales orgánicos es que al oxidarse parcialmente, los materiales orgánicos se polarizan mucho más que originalmente, produciendo materiales insolubles complejos que se pueden quitar con filtros de carbón activado.

4.      Eliminación de turbidez

La turbidez del agua se elimina por ozonización a través de una combinación de oxidación química y neutralización de carga. Las partículas coloidales que causan turbidez son mantenidas en suspensión por partículas de carga negativas que son neutralizadas por el ozono. El ozono además destruye los materiales coloidales por medio de la oxidación de materias orgánicas.

5.      Eliminación de olores, colores y sabores

La oxidación de la materia orgánica, metales pesados, sulfuros y sustancias extrañas, produce la supresión de sabores y olores extraños que el agua pudiera contener, proporcionando una mejora en la calidad y el aspecto del agua, haciéndola más adecuada para su consumo y disfrute.

 

Comparación entre el uso del cloro y del ozono

En general, ambos  elementos  realizan  la  misma  misión:  tratamiento  del agua  por  oxidación  química (destrucción  de   gérmenes  patógenos). Normalmente  constituye  la  etapa  final  de  otros tratamientos: almacenamiento, filtración, floculación, etc.

 En esta última etapa de tratamiento por oxidación se han venido utilizando como elementos desinfectantes el cloro y sus derivados, bromo, yodo y ozono, permanganato potásico e incluso agua oxigenada. De todos ellos, tan sólo se ha generalizado a nivel de uso mundial el cloro y sus compuestos.  Ahora  bien,  es  evidente  que  el  olor  y  sabor  que  permanecen  después  del tratamiento del agua con cloro son desagradables, e incluso puede resultar nocivo para la salud. El ozono, dado que es el  mayor oxidante conocido después del flúor, es más rápido en su actuación, pero además es inodoro  e  insípido. Además, el ozono es el oxidante más potente que puede producirse industrialmente de forma económica.

 Las razones por las que se ha divulgado y generalizado el uso del cloro frente al ozono han sido: El precio, al ser más barato en principio una instalación de cloro que de ozono y la fuerte inestabilidad del ozono, al ser los antiguos métodos de generación complicados y muy costosos.

 Especialmente estos últimos años se viene cuestionando la validez del cloro como desinfectante de aguas  potables, no por su reconocido poder bactericida, sino debido a la formación de compuestos indeseables en las aguas cloradas:

• Si las aguas a tratar contienen Nitrógeno orgánico o amoniaco libre, se forman  cloraminas que  producen  olores  en  el  agua.  Se  está  analizando  la  posibilidad  de  que  sean  agentes cancerígenos.

• Si las aguas contienen pequeñas cantidades de fenoles se forman, por adición de cloro los denominados  clorofenoles que producen en el agua olores y sabores medicamentosos tan desagradables, que a concentración de 0,01 mg/l la hacen inaceptable para el consumo.

• Pero sin duda, el mayor inconveniente que se le achaca al cloro es la formación, si el agua es portadora de materia orgánica adecuada, de componentes clorados tales como los  PCB’S (bifenilos policlorados) que tienen un probado carácter cancerígeno, y cada vez son más frecuentes.

• Mención especial merecen los trihalometanos (THM) que últimamente están preocupando a  las  Autoridades  Sanitarias  de  la  mayoría  de  los  países.  Son  compuestos  orgánicos potencialmente cancerígenos y que aparecen en el agua potable tras ser sometida cloración. El  ozono,  al  actuar  sobre  los  productos  que  originan  los  THM,  realiza  la  función desinfectante sin este inconveniente y no existen THM como producto de la desinfección.

Frente a estos inconvenientes del cloro, el ozono no forma productos que pueden considerarse como  cancerígenos, ni produce sabores u olores al agua, además elimina las posibilidades carcinógenas , los sabores y olores del agua.

 Durante años se han realizado numerosos trabajos para establecer el poder relativo del cloro y el ozono en la destrucción de bacterias y virus, llegando a la conclusión de que el ozono es, como desinfectante, mucho más eficaz y rápido que el cloro.

 –            Bringman observó que 0,1 mg/l de cloro requiere 4 horas para eliminar 6×104  células de E. Coli en agua, mientras que 0,1 mg/l de ozono necesita únicamente 5 segundos.

 –            Kessel encontró que para desinfectar un agua que contiene virus de la poliomielitis con 1 mg/l de cloro se necesitaban 2 horas, y con sólo 0,05 mg/l de Ozono bastaban únicamente 2 minutos.

 El ozono tiene un poder de desinfección de 300 a 3000 veces más rápido que el cloro.

 Sin embargo el ozono puede presentar las siguientes desventajas:

 –            La ozonización cuenta con la desventaja de que el ozono tiene una vida activa en el agua de unos veinticinco minutos de media.

–            El agua tratada con ozono debe serlo in situ e instalarse los medios para hacerlo ya que éste no se puede transportar.

–          La ozonización puede producir ácido nítrico u óxido nítrico, produciendo efectos corrosivos en los aparatos usados para tratar el agua con ozono.

–            La ozonización, en el caso de los operarios que trabajan con las grandes máquinas para tratar el agua, deben tomar precauciones en su uso y exposición al ozono. Estas deben estar estipuladas para salvaguardar la salud de éstos, ya que los poderes oxidantes del ozono pueden afectar a los ojos y pulmones.

Incorporación del ozono al agua

 Como vehículo portante empleamos aire con una concentración determinada de ozono que se hace borbotear directamente o por medio de difusor para pequeños volúmenes de agua; o que inyectamos por medio de un eyector tipo ventury.

 La técnica se basa, fundamentalmente, en lograr un tiempo de contacto adecuado del agua, con la cantidad adecuada de ozono. Concentraciones de entre 0.5 y 0.8 mg/l de ozono durante unos tres o cuatro minutos son suficientes para conseguir una calidad de agua excepcional y desinfectada. Tras el tratamiento, el ozono se descompone en oxígeno tras varios minutos no dejando ningún tipo de residual, pero por consiguiente, tampoco existirá ningún residual desinfectante que pudiera prevenir el crecimiento bacteriológico. En los casos en los que sea necesario asegurar que el agua de consumo ha sido recién tratada con ozono, el sistema de ozonización se realizará en un depósito con un caudal de recirculación, en donde mediante un inyector vénturi se añadirá la producción de ozono adecuada, esta cantidad de ozono y por tanto, la concentración de ozono residual en el depósito depende, en primer lugar, de las características de producción del equipo, y en segundo lugar, del tiempo de funcionamiento y parada del mismo. Es decir, mediante el temporizador, es posible aumentar y disminuir el tiempo de producción y de parada consiguiendo en estado estacionario una mayor o menor concentración de ozono. Para sistemas más complejos de regulación y control puede instalarse una sonda de medición de ozono residual en el agua que actúe directamente sobre la producción del equipo para alcanzar el valor de consigna preestablecido como el ideal de concentración de ozono en el agua.

En función del tipo de instalación y la demanda pueden existir otras muchas posibilidades como puede ser inyectar el ozono directamente en la tubería mediante un by-pass.

En definitiva, un tratamiento con ozono nos permite disfrutar de un agua de excelente calidad libre de microorganismos patógenos y en ausencia de cloro y todos los problemas que este agente biocida conlleva.

Conclusión

 En resumen, podemos concluir que el ozono, en el tratamiento de agua en general, tiene las siguientes ventajas:

1. Elimina el color causado por el hierro o manganeso o la materia carbonosa, los sabores y olores debido a la presencia de materia orgánica.
2. Reduce la turbiedad, el contenido en sólidos en suspensión y las demandas químicas (DQO) y biológicas (DBO) de oxígeno.
3. El ozono es un poderoso desinfectante. No sólo mata las bacterias patógenas sino que, además, inactiva los virus y otros microorganismos que no son sensibles a la  desinfección ordinaria con cloro.
4. Si no hay posterior recontaminación, el ozono residual es suficiente para efectuar una desinfección común.
5. El ozono puede ser detectado por el hombre mucho antes de que llegue al nivel tóxico.
6. No produce en el agua aumento en el contenido de sales inorgánicas ni subproductos nocivos.