El agua es un recurso esencial para la vida, y garantizar su acceso en condiciones óptimas de calidad es crucial para la salud pública. La potabilización del agua es el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que permiten que el agua, que generalmente proviene de fuentes como ríos, embalses, acuíferos o agua desalada, se convierta en apta para el consumo humano. Estos procesos eliminan impurezas, microorganismos patógenos, residuos químicos y partículas sólidas que podrían poner en peligro la salud de las personas. En España, el proceso de potabilización del agua permite transformar agua de fuentes naturales, que pueden estar contaminadas o contener impurezas, en agua apta para el consumo humano. La potabilización del agua es un proceso por el que se realiza el tratamiento del agua con el objetivo de convertirla en apta para su consumo sin que presente ningún tipo de riesgo para la salud. Este procedimiento consiste en eliminar las sustancias como el cromo, el plomo o el zinc que pueden ser nocivas. En este proceso también se neutralizan otras como algas, arenas o las bacterias y virus. Para que el agua se convierta en potable y pueda ser consumida por el ser humano debe recibir un tratamiento que siga una serie de estándares para conseguir la calidad perfecta del agua, acorde con los criterios determinados por las autoridades locales e internacionales.
La potabilización del agua es un proceso sofisticado y costoso que asegura el acceso diario a una fuente de agua potable. Sin embargo, este sistema no está al alcance de todo el mundo. En la actualidad, más de 2 mil millones de personas en el mundo no cuentan con servicios de agua potable gestionados de manera segura. La potabilización gana terreno como capacidad estratégica para el futuro de la humanidad desde varios frentes: por ejemplo el aumento de la población en general y urbana en particular, junto con los desafíos del calentamiento planetario (el avance de la desertificación y las sequías, entre ellos) y el Objetivo de Desarrollo Sostenible nº 6: el derecho universal al acceso al agua de calidad y al saneamiento.
La potabilización varía dependiendo de dónde viene el agua, de la fuente que la irriga. Existen dos tipos fundamentales de fuentes: superficial (agua de un río o un lago, por ejemplo) y aguas con presencia de sales o metales pesados. El segundo caso es más complejo y suele darse en regiones con escasez de recursos hídricos. Un caso particular es la desalinización del agua de mar, que habitualmente emplea técnicas de ósmosis inversa o destilación. El agua potable es un bien vital escaso. Se estima que tan solo el 0,4 % del agua del planeta es apta para el consumo humano.
Captación y Pretratamiento: La Primera Barrera contra las Impurezas
La captación es la primera fase del proceso de potabilización, donde se extrae el agua de las fuentes naturales. Estas fuentes pueden ser ríos, embalses, lagos o acuíferos. La captación se realiza a través de canales, pozos o embalses, y su calidad depende de la fuente de origen. Una vez que el agua es captada, pasa a la fase de pretratamiento, donde se eliminan los sólidos más grandes que puedan estar presentes, como hojas, ramas, y sedimentos gruesos. En el pretratamiento del agua, para empezar, se eliminan elementos sólidos de gran tamaño con la colocación de una reja. Esta evita que se cuelen ramas y grandes objetos, además de proteger a peces que puedan ser absorbidos por el sistema. Después, con la ayuda de un desarenador, se separa la arena del agua para evitar que pueda dañar las bombas de la planta potabilizadora.
El objetivo de esta etapa es realizar una primera limpieza del agua bruta, eliminando los elementos de mayor tamaño que podrían obstruir o dañar las etapas posteriores del proceso. Las rejillas y los desarenadores actúan como filtros primarios, asegurando que solo el agua y las partículas de menor tamaño continúen su recorrido.
La potabilización - Didáctica del Agua
Coagulación y Floculación: Agrupando las Partículas Suspendidas
La coagulación es el primer paso de la potabilización del agua. Durante la coagulación se añaden sustancias químicas con carga positiva al agua. Estas cargas positivas neutralizan las cargas negativas de la suciedad y otras partículas disueltas en el agua. Estas partículas pueden estar compuestas de grava, arena, limo, bacterias, arcilla, etc. A lo largo de esta reacción, las partículas se fusionan con los compuestos químicos, de forma que se generan partículas más grandes llamadas flóculos. En esta fase, se añaden productos químicos, conocidos como coagulantes, que provocan la aglutinación de pequeñas partículas suspendidas en el agua, formando flóculos. Durante el proceso de coagulación, las partículas pequeñas, que no se pueden eliminar con el filtrado convencional, se agrupan para formar flóculos. Esto facilita la eliminación de impurezas en la siguiente fase. Las bombas de baja presión transportan el agua a una cámara de mezcla. Ahí se incorporan los componentes para la potabilización del agua.
Tras la coagulación, a la potabilización del agua le sigue la etapa de la floculación. El objetivo de la floculación es eliminar las partículas sólidas en suspensión en el agua, ya que alteran el color del agua y llevan impurezas. En la floculación, los flóculos formados se agitan a baja velocidad para favorecer su crecimiento. Con este barrido, conseguimos eliminar gran parte de la turbidez del líquido y aquellas partículas que no fueron retenidas en la fase previa de coagulación-floculación.
Decantación: La Fuerza de la Gravedad en Acción
La sedimentación es una etapa que precede de forma natural a la floculación por su propia lógica, ya que las partículas caen, literalmente, por su propio peso. Una vez los flóculos se hayan asentado en el fondo del agua, se procede a filtrar el agua purificada concentrada en las capas más superficiales, que quedan claramente separadas de la masa de flóculos. En el decantador se lleva a cabo la separación mediante la gravedad de las partículas en suspensión que transporta el agua. Los sedimentos nocivos más densos se quedan en el fondo, donde se eliminan. El agua pasa a grandes depósitos llamados decantadores, donde los flóculos que se han formado en el anterior proceso, por gravedad, caen al fondo del depósito y se eliminan posteriormente. En algunas plantas, el proceso de sedimentación se mejora mediante la aplicación de floculadores mecánicos para acelerar el proceso.
Los tanques de sedimentación pueden ser de forma rectangular o circular. Una vez que los flóculos se han formado, el agua se pasa a grandes tanques de sedimentación donde, por gravedad, los flóculos caen al fondo del tanque, dejando el agua más limpia en la parte superior.
Filtración: Eliminando las Partículas Más Finas
La filtración es el proceso en el que el agua pasa a través de capas de arena o carbón activado para eliminar las impurezas más pequeñas que no han sido eliminadas en las fases anteriores. En plantas grandes, los filtros pueden ser de tipo multi-capa, donde se combinan distintas capas de materiales como arena, grava y carbón para optimizar la eliminación de impurezas. El agua decantada de la superficie pasa a la siguiente fase. Donde atraviesa filtros de arena, grava o carbón activado, que eliminan las partículas más finas. Durante el filtrado, el agua limpia atraviesa filtros de diferentes tamaños y materiales. En este punto el objetivo es eliminar las partículas sólidas de tamaño mediano-pequeño, como arena, polvo o partículas de tierra.
Dependiendo de las características del filtro se retendrán de unos tamaños u otros. La filtración es el proceso más costoso, ya que implica unos rigurosos tratamientos para garantizar la calidad del agua.
Desinfección: Garantizando la Ausencia de Microorganismos Patógenos
La desinfección es el paso final para garantizar que el agua tratada esté libre de microorganismos patógenos. El cloro es el desinfectante más comúnmente utilizado en las plantas potabilizadoras debido a su eficacia para destruir patógenos. La cloración es el método más utilizado, puesto que es una tecnología bien establecida, más barata que la radiación UV o la desinfección con ozono, y con la ventaja de que el cloro residual permanece en el efluente del agua prolongando su efecto desinfectante, aunque, no por ello, hay que olvidar que es un compuesto tóxico, corrosivo e inestable a altas concentraciones. En este proceso se añade cloro para que desaparezca cualquier tipo de bacteria o virus. Aunque el agua esté completamente limpia, las moléculas de agua pueden contener bacterias y virus, por lo que se aplican tratamientos de desinfección, normalmente con cloro, ozono o radiación ultravioleta para eliminar todo tipo de virus y microorganismos.
Sin embargo, el ozono es más eficaz en la eliminación de sustancias orgánicas y bacterias resistentes al cloro. El cloro es el más común, aunque también se emplean dióxido de carbono (CO2), rayos equis u ozono.
El Papel del Cloro Residual
Una vez que el agua ha sido tratada y desinfectada, se almacena en depósitos o tanques de almacenamiento. Estos depósitos están protegidos para evitar la contaminación del agua tratada. Para esto el mejor método es el cloro, se añade una cantidad de cloro muy pequeña, de unos 0,2-0,5 mg/l. El agua con esta cantidad de cloro no es perjudicial para la salud, y garantiza su potabilidad desde que sale de la potabilizadora hasta que llega a nuestros hogares. El cloro residual permanece en el efluente del agua prolongando su efecto desinfectante, lo que es una ventaja significativa.
Análisis y Control de Calidad: La Verificación Final
Una vez finalizadas las etapas anteriores en la ETAP (Estación de Tratamiento de Agua Potable), se realizan diversos análisis del agua para confirmar el éxito del procedimiento. Antes de ser distribuida, el agua pasa por análisis exhaustivos que verifican que cumple con todas las normativas de calidad. La potabilización es un proceso técnico que requiere la intervención de profesionales especializados y el uso de tecnologías avanzadas. A través de una red extensa de plantas potabilizadoras, España asegura el acceso de millones de personas a agua limpia y segura.
Existen numerosas plantas potabilizadoras en España, cada una con sus características y capacidad de tratamiento. La ETAP de Colmenar Viejo (Madrid), con una capacidad para tratar hasta 14.000 litros de agua por segundo, es la mayor planta potabilizadora de España y una de las más grandes de Europa. La planta desaladora de Torrevieja (Alicante) es un ejemplo de cómo se recurre a la desalinización del agua para garantizar el suministro en zonas costeras con escasez de recursos hídricos. La ETAP de Valencia abastece a la ciudad de Valencia y otras zonas aledañas. El proceso de potabilización del agua en España es un conjunto de fases altamente técnicas.
Desafíos Futuros y Tecnologías Emergentes
El binomio potabilización del agua-energía es clave si queremos lograr que este proceso fundamental para la actividad humana también sea social, económica y ambientalmente sostenible. La escasez de agua, que en el futuro podría agravar la crisis de las migraciones por causas climáticas, se añaden otros problemas medioambientales como el crecimiento de contaminantes muy complejos y difíciles de detectar, por ejemplo los microplásticos (partículas de tamaño ínfimo que pueden acabar en la dieta humana a través del consumo de fauna marina, aunque ya existen tecnologías experimentales capaces de filtrarlos, de acuerdo con empresas como Acciona) y sustancias procedentes de la industria farmacéutica.
Otra de las tecnologías más prometedoras es la de los filtros de membrana, con una capacidad de filtración sin precedentes. Algunas tecnologías imitan los propios mecanismos naturales de filtración de los organismos. Un ejemplo: la noticia a finales de 2020 sobre el uso de uno de estos mecanismos en la Estación Espacial Internacional (ISS, en siglas inglesas). Se refiere al empleo de las aquaporinas (las proteínas que permiten a las plantas absorber la humedad del suelo y a los riñones humanos filtrar 170 litros de fluido al día) desarrolladas por la compañía Aquaporin A/S para el proceso de potabilización allá arriba. El aliado: las energías renovables.
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