Métodos de desinfección y potabilización del agua

La desinfección del agua es prioritaria para que el ser humano pueda sobrevivir en condiciones extremas o en lugares donde no es posible adquirir agua potable de forma directa. Existen varias técnicas de desinfección del agua, aunque las más importantes (descartando el tratamiento de las aguas a nivel industrial) son:

• Calor
• Microfiltración
• Procedimientos Químicos

Técnicas de Desinfección de Agua aplicando Calor

El calor que se aplica cuando hervimos el agua es un método fiable. La único que debemos tener en cuenta, sobretodo para excursionistas y escaladores, es que el agua a mayor altitud, el agua hierve a menos temperatura, por lo que se tendrá en cuenta el tiempo de ebullición para matar completamente a quistes, bacterias y virus que se encuentren en el líquido.

Lo peor de este sistema es que no es fácil de manejar, sino más bien largo y engorroso ya que se debe transportar también el fogón o la bombona. Para ahorrar combustible y tiempo se utiliza la olla a presión pero no deja de ser otro elemento más a llevar. A continuación, se muestra una tabla orientativa de la relación entre altura y temperatura de ebullición del agua.

Altitud	Temperatura de ebullición
0 m (nivel del mar)	100 ºC
3000 m	90 ºC
4300 m	86 ºC
5500 m	82 ºC
8800 m	71 ºC

Técnicas de Desinfección del agua mediante Microfiltros

La microfiltración es un método capaz de eliminar del agua bacterias y giardias de forma efectiva, aunque los poros no son lo suficientemente pequeños para atrapar virus, por lo que el agua filtrada deberá de ser tratada químicamente.

Hoy día, se están comercializando microfiltros con diámetros tan pequeños que son capaces de retener al virus de la hepatitis A y algunos de los que producen gastroenteritis.

El filtro más pequeño lo comercializa la empresa Katadyn bajo el nombre de Katadyn Mini:

• Tamaño de los quistes de Giardia: 6,0 micrómetros
• Tamaño de las bacterias más frecuentes en agua: 0,3 – 1,5 micrómetros
• Tamaño de los virus: 0,004 – 0,06 micrómetros
• Tamaño del poro del filtro Katadyn Mini: 0,2 micrómetros

El inconveniente de éstos es que a medida que van filtrando, el sedimento queda retenido y hay que cambiarlo para la siguiente utilización. Los filtros no son caros pero los recambios pueden suponer un gasto adicional considerable. Ante esta desventaja, también se han incorporado pre-filtros al sistema para que parte  del sedimento se elimine y el filtro real pueda volver a utilizarse.

Los filtros de cerámica de tamaño grande son los preferidos para su uso en poblaciones subdesarrolladas puesto que eliminan quistes y huevos de forma eficaz. Una vez se ha filtrado, el agua se trata químicamente aunque no requiere dosis elevadas de desinfectante ya que gran parte de los elementos perjudiciales ya han sido eliminados.

Técnicas de Desinfección del agua usando producos químicos

Los sistemas de desinfección química son los más fiables, sencillos y rápidos. En cuanto al precio, sólo los sistemas basados en cloro y/o yodo son los más económicos. En Europa se utilizan también las sales de plata como agente potabilizador ya que la plata actúa de forma efectiva contra bacterias gram negativas, gram positivas, hongos y levaduras. La plata coloidal no mata directamente los microorganismos, sino que interfiere en los enzimas que tienen que ver con los procesos de “respiración” de éstos, provocando su muerte en pocos minutos. A nivel doméstico, o bien, en pequeños poblados suelen usarse filtros de cerámica pintados con soluciones de plata o que la cerámica esté fabricada con arcilla y plata coloidal que se ha depositado sobre ella. Respecto al cloro, que hablaremos posteriormente, la plata:

• Posee menor toxicidad que el cloro
• Necesita menos cantidad para realizar el mismo efecto que el cloro
• Tiene un poder bactericida muy alto
• Además de pintar o impregnar en los filtros de cerámica, se puede adicionar directamente al agua (su solubilidad no es muy rápida)

Uso del cloro para desinfectar el agua

El cloro posee una eficacia documentada en el tiempo para desinfectar el agua contaminada. La mayor parte de los municipios en países desarrollados utilizan este sistema para la desinfección y potabilización del agua.

Su acción desinfectante debe controlarse permanentemente puesto que su grado de eficacia depende del pH del agua. Por eso, en aguas alcalinas el cloro pierde su eficacia y disminuye drásticamente su actividad como desinfectante. La presencia de materia orgánica nitrogenada también disminuye su actividad ya que el cloro se combina con los iones amonio y forma cloraminas junto con los aminoácidos. Estas cloraminas actúan de forma poco segura y se eliminan lentamente.

Otra cosa que hay que tener en cuenta es que el cloro es un compuesto bastante inestable y más lento que el yodo en cuanto a tiempo de desinfección, con lo que no lo hacen realmente un buen candidato para la desinfección en viajeros o excursionistas. Hace muchos años, el producto comerical Halazone se utilizaba para desinfectar aguas ya que liberaba cloro poco a poco pero no de una forma eficaz por lo que se dejó de fabricar.

Otro producto que contiene cloro es la lejía. Aunque se comercialice para otra finalidad si que se ha intentado usarse como desinfectante de agua de bebida pero con poco éxito. ¿Por qué? Parece ser que la agitación o movimiento del producto provoca la liberación del cloro y desciende así la actividad antimicrobiana. Si eres un excursionista, lo más normal es que transportes el envase en una maleta o mochila que inevitablemente no parará de moverse por el camino. Su uso, por tanto, no está recomendado además de no poder ajustar una dosis de seguridad para considerar las pérdidas de cloro.

El uso de hipoclorito cálcico es el método más fiable que existe. Realmente lo que produce es una hipercloración o supercloración del medio, quedando una cantidad de cloro en exceso que no es necesaria para la desinfección. Ante tal cantidad en el agua, se previene cualquier cambio de pH y se impide la formación de cloraminas. Posteriormente, y cuando se haya llevado a cabo la desinfección total, el sobrante de cloro se elimina añadiendo una dosis concentrada de peróxido de hidrógeno o agua oxigenada.

Para provocar una hipercloración en el agua, se añade hipoclorito cálcico de la siguiente forma:

• 27 – 35 g de hipoclorito cálcico por 4 L de agua.

Sale aproximadamente a unos 6-7  g de hipoclorito cálcico por cada litro de agua. A medida que se vayan añadiendo más litros, podemos añadir más hipoclorito. El resultado será un agua con un fuerte olor a cloro debido a la alta concentración de gas.

Ahora, para matar a todos los organismos, será necesario controlar la temperatura del agua y esperar un tiempo prudencial:

• 10 minutos –  30 minutos (A temperatura más caliente, los procesos se realizan más rápidos y la cloración eliminará los microorganismos mucho antes por lo que  diez minutos ya son suficientes).

Una vez, se ha esperado el tiempo de seguridad para la eliminación y desinfección se añadirá cierta cantidad de peróxido de hidrógeno concentrado para eliminar el sobrante de cloro:

• 6 gotas de Peróxido de Hidrógeno (H202) o agua oxigenada al 30% cada 4 litros de agua

El peróxido acabará con el olor incofundible del cloro y posiblemente formará una pequeña capa espumosa, pero esto es normal.

Evidentemente, este procedimiento está recomendado para el tratamiento de grandes cantidades de agua (20 – 50 litros de agua), por eso no hemos insistido en una fórmula para el litro de agua que es lo que normalmente el viajero lleva en la mochila en forma de botella o cantimplora. ¿Por qué? Porque el uso de este sistema en cantidades más pequeñas de agua pueden provocar quemaduras en las personas debido al agua oxígenada. Para el agua en pequeñas dosis es mejor el uso de otros métodos distintos como las técnicas a base de yodo o el empleo de pastillas potabilizadoras.

Uso del yodo para la desinfección del agua

El yodo, al igual que el cloro, también es capaz de desinfectar de manera fiable y regular las aguas contaminadas. Su eficacia ya ha sido demostrada y documentada en muchas ocasiones. Algunas cosas que deben tenerse en cuenta en relación al yodo son:

• La desinfección es más rápida que el cloro (hasta 2 o 3 veces más)
• Presenta alta resistencia a los productos orgánicos (el cloro tenía facilidad en formar cloraminas)
• Permanece activo en un rango más amplio de pH (el cloro era inestable a pH básico y perdía propiedades)
• 8 mg de yodo bastan para desinfectar de parásitos, bacterias, quistes y virus en 1 litro de aguas transparentes durante 10 minutos.
• 0,5 mg ya son sufientes para destruir microorganismos (el exceso a 8 mg/l sirve para poder eliminar las formas quísticas ya que son las más resistentes) en 10 minutos.
• Con una temperatura del agua situada entre 0ºC y 5ºC la actividad del yodo es más lenta, por lo que el tiempo de acción debe aumentar hasta 20 minutos.
• Para aguas no transparentes o aguas turbias, es necesario duplicar la concentración (hasta 16mg/l), o bien, aumentar el tiempo de contacto.

El agua tratada con yodo deja un desagradable sabor para algunas personas por lo que es frecuente que se enmascare con sabores artificiales tras el proceso de desinfección (el tiempo de contacto ya ha sido completado). Los sabores artificiales pueden ser un inconveniente ya que algunos de ellos contienen ácido ascórbico en su composición, el cuál es capaz de reaccionar con el yodo y disminuir su capacidad desinfectante.

El exceso de yodo para la desinfección del agua, puede ser tratado con tiosulfato sódico que origina un yoduro sódico insípido y ausente de actividad antimicrobiana. También, puede filtrarse el agua a través de carbón activo (éste adsorberá el yodo y algunos microorganismos).

La mejor opción para la desinfección es usar dosis más bajas, por ejemplo la mitad de lo establecido, y aumentar el tiempo de contacto al doble. Ejemplo: 4mg de Yodo en 1 litro de agua durante 20 minutos.

De todas formas, se deben considerar algunas reacciones adversas producidas por este halógeno como son los efectos irritantes a nivel gastrointestinal (si hay demasiada concentración) o el riesgo a producir alteraciones funcionales en las tiroides. Es por ello, que las personas afectadas por tiroides realicen la desinfección con el método clásico de filtrar el agua y después clorarla.

Con una función tiroidea normal se puede consumir agua desinfectada a una concentración de 8mg/l durante varios meses y no presentar problema alguno. Las mujeres embarazadas pueden tolerar estas concentraciones, pero ante la duda, usted debe consultar con un profesional sanitario. Si se supera el mes bebiendo agua desinfectada con yodo es mejor incorporar un sistema de filtración previo y eliminar el esto de microorganismos utilizando dosis más bajas a 0,5 – 1 mg/l. Asñi evitaremos el riesgo de desarrollar bocío en un futuro.

¿Qué desinfectantes basados en el yodo se pueden utilizar para desinfectar el agua?

• Povidona Yodada: Lo más conocido y tradicional es la incorporación de 3-4 gotas de povidona yodada al 10% para desinfectar el agua (ver en el artículo sobre la potabilización del agua). A pesar de que muchis excursionistas han probado este método, éste no resulta 100% eficaz, por lo que es mejor dejar esta sustancia para su indicación real que es la antisepsia y curación de heridas.

• Resinas de intercambio:  Estas resinas se combinan muy bien con el yodo, por lo que al filtrar el agua a través de un sistema de empuje, los microorganismos se filtran a través de la resina y entran en contacto con el yodo siendo eliminados. El yodo, al permanecer en la resina, es liberado a dosis muy bajas por lo que el sabor desagradable no suele percibirse ni tampoco el color. Lo malo es que si no se dispone de un indicador de cuánto yodo queda, no sabemos el tiempo de vida media de la resina y podremos estar filtrando para otras ocasiones sin llegar a desinfectar por completo. Estos sistemas son capaces de filtrar entre 300 y 500 litros de agua aunque los filtros que se utilizan son muy frágiles.

• Hidroperyoduro de tetraglicina: Es el componente que está presente en la mayoría de tabletas o pastillas potabilizadoras. Cuando la pastilla se disuelve en 1 litro de agua puede llegar a alcanzar la concentración de yodo establecida de 8mg/l. Son cómodas. de fácil uso y permiten su conservación durante varios meses puesto que vienen presentadas en blisters para cada ocasión. Anteriormente, se ha dicho “que puede llegar a alcanzar la concentración” y esto es así porque cuando la pastilla se está disolviendo en el agua, se produce una pérdida de hidroperyoduro por exposición al aire. Es decir, si la pastilla sale de su blíster irá perdiendo eficacia, llegando incluso a ser 100% ineficaz en caso de sobrepasar varias semanas. La humedad también aumenta la reacción de degradación del hidroperyoduro. ¿Cómo se puede comprobar esto? No hay un método exacto para comprobar que las pastillas están realizando su efecto, pero hay algo claramente evidente y es que entre 7 y 8 mg/l de concentración el agua adquiere un color semi-oscuro o pardo totalmente visible.

• Solución de Kahn-Visscher : En un sistema inventado en la década de los 70 y que permite desinfectar el agua con una solución saturada de yodo. Son 2 a 8 g de cristales de yodo resublimado colocados en un frasco de vidrio de 30cc (30 ml) transparente y con un tapón de bakelita forrado con papel. Posteriomente, el frasco se llena de agua hasta completar el volumen, se agita fuertemente y se deja reposar aproximadamente 60 minutos para formar la solución saturada. Ahora, con la solución ya finalizada, se vierten 15 ml (la mitad del frasco) en un litro de agua llegando a una concentración de yodo de  8-9 mg/l, que es relativamente el estándar de desinfección basada en yodo. Después, y mientras hayan cristales en el fondo del frasco, se puede volver a rellenar de agua para un próximo uso. A pesar de ser una técnica muy eficaz, ha tenido su controversia puesto que existe el riesgo de que los cristales de yodo que están decantados en el fondo del frasco caigan al agua de desinfección provocando un aumento considerable de la concentración y de la toxicidad por ingestión de yodo. Otra desventaja del método es que el frasco, al ser de vidrio 8 (y obligatoriamente debe ser de vidrio), puede congelarse en la alta montaña o en zonas de frío intenso. De todas formas, este método es recomendable para expediciones con dilatada experiencia y usuarios muy bien informados sobre el procedimiento en cuestión.

• Tintura de Yodo: Es el producto más internacionalizado, conocido y de fácil disponibilidad. La solución estándar USP de tintura de yodo está compuesta por: 2% de yodo y 2,4% de yoduro sódico en etanol al 50%. El activo principal y único es el yodo, puesto que el yoduro no tiene actividad antimicrobiana. Cabe decir, que existen presentaciones comerciales anunciadas bajo “Tintura de Yodo” pero que no poseen el 2% de yodo como indica la farmacopea. También,  hemos comentado antes que popularmente se empleaban 3-4 gotas de povidona yodada en 1 litro de agua. Pues bien, con la tintura de yodo es aconsejable realizar las mediciones con jeringa y NO añadiendo gotas hasta que el agua se torna de color oscuro (lo que quiere decir que se está llegando a la concentración deseada). Hay jeringuillas con la numeración  de la cantidad exacta que se está empleando. ¿Cuánta cantidad se debe emplear? 0,4 cc (ml) de tintura al 2% de yodo proporcionan en 1 litro de agua una concetración de yodo de 8mg/l. Al contrario que la solución de Kahn-Visscher, la tintura de yodo no se congela pero debe conservarse en frascos de vidrio. Se puede adquirir en farmacias pero a bajas concentraciones. La alternativa actual es la solución alcohólica de yodo.

• Solución alcohólica de yodo: Esta solución posee una concentración del 95% de yodo y se hace servir para desinfectar un gran volumen de agua. Para desinfectar solamente 1 litro de agua solamente es necesario emplear 0,1 cc (ml) de solución concentrada. Para 20 litros de agua, entonces emplearemos 2 cc (ml) de solución. Al poseer alcohol, no se congela en condiciones extremas. Existen productos comercializados basados en esta solución alcohólica. Es una de las que menos desventajas presenta.

Los procesos de osmosis inversa y aplicación de ozono como métodos de potabilización del agua están explicado en el artículo anterior: “Potabilización del Agua”.

Si este artículo te ha parecido interesante, te invitamos a que los compartas o nos indiques que te ha gustado usando los canales de Facebook o Twitter. Te estaremos agradecidos, y ello nos aporta un motivo para desarrollar artículos más extensos y completos que los de costumbre en otros blogs.  Gracias!.