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¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES MÉTODOS PARA PURIFICAR EL AGUA?

Posted by JOSE R. CAMPOS

8 de diciembre de 2024

On 26 de julio de 2023

¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES MÉTODOS PARA PURIFICAR EL AGUA?

Métodos para Purificar el Agua: Filtrado, Cloro, Pastillas, Rayos UV y Ozono

La potabilización del agua es esencial para garantizar que el agua que consumimos sea segura. Existen diversos métodos para purificar el agua, y cada uno ofrece soluciones específicas para eliminar contaminantes y microorganismos. Los principales métodos utilizados incluyen el filtrado, el uso de cloro, pastillas potabilizadoras, rayos UV y ozono. En este artículo, exploramos cómo funciona cada uno de ellos, con especial énfasis en la filtración.

Filtrado: Una Barrera Eficaz Contra los Contaminantes

El filtrado de agua es uno de los métodos más eficaces y comunes para eliminar microorganismos y partículas no deseadas. Este método actúa como una barrera física que retiene los contaminantes sin destruirlos, permitiendo que solo el agua limpia pase a través del sistema.

Un filtro de agua está compuesto por millones de pequeños poros que permiten el paso de líquidos, pero bloquean partículas más grandes, como bacterias y otros agentes contaminantes. Los diferentes tipos de filtros están diseñados para cumplir propósitos específicos, y están hechos de materiales como asbesto, diatomeas, porcelana, vidrio sinterizado, celulosa, o arcilla.

Tipos de Filtros para Potabilizar el Agua

Existen varios tipos de filtros de agua utilizados en la purificación. Cada uno de ellos está fabricado con materiales distintos y cumple una función particular:

Filtro Seitz: Hecho de almohadilla de asbesto, ideal para retener partículas sólidas.
Filtro Berkefeld: Compuesto por tierra de diatomeas, ampliamente utilizado en la purificación doméstica.
Filtro Chamberland-Pasteur: Fabricado en porcelana, es efectivo para eliminar bacterias.
Filtro de vidrio sinterizado: Compuesto por discos de vidrio, útil en aplicaciones industriales.
Filtro de membrana: Hecho de celulosa, es común en laboratorios y sistemas de filtración avanzada.
Filtro HEPA: Elaborado con fibra de vidrio de borosilicato, se utiliza en entornos donde se requiere alta pureza del aire.
Filtro de vela: Fabricado con arcilla o barro, es ideal para el uso en zonas rurales.

Otros Métodos de Potabilización

Además de la filtración, existen otros métodos populares y efectivos para la potabilización del agua:

Cloro: Un potente desinfectante que elimina bacterias y otros microorganismos patógenos.
Pastillas potabilizadoras: Comprimidos fáciles de usar que liberan agentes desinfectantes en el agua.
Rayos UV: Utilizan luz ultravioleta para destruir los patógenos presentes en el agua, como virus y bacterias.
Ozono: Este gas natural tiene un fuerte poder desinfectante y elimina eficazmente contaminantes químicos y biológicos.

La potabilización del agua es un proceso vital para garantizar su seguridad. Métodos como el filtrado, el uso de cloro, pastillas potabilizadoras, rayos UV y ozono proporcionan soluciones eficaces para eliminar contaminantes. Elegir el método adecuado dependerá de la situación y los recursos disponibles, pero es fundamental que siempre se utilice agua purificada para proteger la salud.

Filtración por membrana

En los laboratorios de biología, la filtración por membrana es muy utilizada para depurar los líquidos. Los principales componentes del filtro de membrana son los polímeros de alta resistencia a la tracción, como el acetato de celulosa, el nitrato de celulosa o la polisulfona.

El filtro de membrana también se conoce como filtro molecular o biológico. Un filtro de membrana tiene un grosor de 150 μm y contiene millones de poros microscópicos. El diámetro de estos poros es uniforme. En base al requerimiento se ajusta el tamaño de estos poros, durante el proceso de polimerización.

El filtro de membrana más ampliamente aceptado (usado por las botellas filtrantes) posee un tamaño de poro de 0,22 μm y 0,45 μm.

Los contaminantes que son más grandes que el tamaño de los poros quedan atrapados en la superficie del filtro de membrana, así es como filtran los líquidos.

Si las partículas presentes en el líquido son más grandes que el poro, podemos atrapar las partículas en el filtro de membrana. Mientras que los contaminantes químicos (debido a su pequeño tamaño molecular) pasarán a través de la membrana.

La calidad del agua resultante de un proceso de filtración va a depender del tamaño del poro del sistema de filtración. Así tenemos:

Distintos tipos de filtración por membrana

Existen principalmente cuatro tipos de filtros de membrana. Estos filtros se clasifican en función de su tamaño de poro. En el siguiente cuadro presentamos las características de los distintos tipos de filtros :

METODO	TAMAÑO DE PORO	USOS
Microfiltración	0.1 μm a 10 μm	En la planta de tratamiento de agua, se utiliza para separar patógenos como los protozoos Cryptosporidium y Giardia lamblia, etc. En la industria, se utiliza para la esterilización en frío de bebidas y productos farmacéuticos. Básicamente elimina bacterias y otras suspensiones no deseadas de líquidos como jugos, vino y cerveza en particular. También se utiliza para la refinación de petróleo. Elimina partículas de los gases de combustión.
Ultrafiltración	0.1 μm to 0.01 μm.	Está diseñado para eliminar proteínas, endotoxinas, virus y sílice. Generalmente, retiene aquellos sólidos y solutos en suspensión que poseen un alto peso molecular y pasa aquellos solutos que tienen un bajo peso molecular como el agua. La UF se utiliza para la producción de agua potable. Elimina las partículas y macromoléculas del agua cruda. En las industrias lácteas, se utiliza para la producción de concentración de proteína. Durante el procesamiento del suero de queso, obtiene el concentrado de proteína de suero (WPC) y el permeado rico en lactosa. Separa los efluentes de la planta de pulpa de papel. Utilizado en la producción de queso. Ayuda en la eliminación de bacterias de la leche. También se utiliza en plantas de tratamiento de aguas residuales.
Nanofiltración	0.001 μm to 0.01 μm	En las industrias de química y farmacéutica, se utiliza para la recuperación y gestión de disolventes no térmicos, intercambio de disolventes a temperatura ambiente. En la química del petróleo y del petróleo, se utiliza para eliminar los componentes del alquitrán en la alimentación y para la purificación de condensados de gas. En Química a Granel, se utiliza para el pulido del Producto, y para la Recuperación Continua de catalizadores homogéneos. En las industrias de Aceites Esenciales Naturales, se utiliza para el Fraccionamiento de extractos crudos y para el Enriquecimiento de compuestos naturales Separaciones Suaves. En la industria de la Medicina, se utiliza para extraer los aminoácidos y lípidos de la sangre y otros cultivos celulares.
Ósmosis inversa (OI)	0.0001 μm to 0.001	Puede retener todas las moléculas excepto el agua. Requiere presión osmótica debido al pequeño tamaño de los poros. En los hogares, se utiliza en los sistemas de purificación de agua potable. También se utiliza en la unidad de desalinización con energía solar para producir agua potable a partir de agua salada. Se utiliza en la unidad de purificación de agua por ósmosis inversa (ROWPU), que es una planta de tratamiento de agua autónoma. También se utiliza para depurar el agua de lluvia que se recoge de los desagües pluviales. En las centrales eléctricas, se utiliza para eliminar los minerales del agua de la caldera. RO también se utiliza para producir agua desionizada.

En el caso de las botellas con filtro de agua, el diámetro del poro alcanza normalmente 0,2 micras (μm), por lo tanto no son efectivos para partículas ó patógenos que sean menores de esta tamaño, como lo son los virus.

En las siguientes ilustraciones se puede apreciar gráficamente cómo funcionan los filtros.

Fig. 1. Ilustración del proceso de filtración se puede observar cómo el proceso, al ser un mecanismo físico sólo actúa en las partículas que sean mayores que el diámetro del poro.

Fig. 2. En esta ilustración se comparan los distintos tipos de partículas con respecto a su tamaño. Obsérvese que el dibujo no es proporcional porque no se apreciaría, dada la diferencia abismal de tamaño entre unas partículas y otras.

Potabilización con Cloro

La potabilización del agua con cloro es un proceso de desinfección de agua de calidad inferior para hacerla apta para el consumo humano. El cloro se añade al agua para matar las bacterias, virus y microorganismos nocivos. Este método se usa principalmente para desinfectar el agua de los acueductos y piscinas.

Ventajas:

Es eficaz en la destrucción de microorganismos patógenos, como bacterias, virus y algas.
Es un proceso relativamente barato, por lo que es accesible para la mayoría de los sistemas de abastecimiento de agua potable.
Es una forma de desinfección segura y eficaz.
Es un proceso sencillo y rápido.

Desventajas:

Puede producir compuestos clorados secundarios (THMs) potencialmente dañinos para la salud.
Puede formar compuestos de cloro residuales, lo que significa que el cloro no se elimina por completo del agua.
Puede causar un sabor y olor desagradables en el agua potable.
Puede reaccionar con compuestos orgánicos presentes en el agua para producir otros compuestos potencialmente tóxicos.

Pastillas potabilizadoras

Las pastillas potabilizadoras son un método de tratamiento de agua para hacerla potable. Estas pastillas contienen compuestos químicos, como el cloruro de aluminio, el cloruro de calcio y el cloruro de magnesio, que tienen la capacidad de matar microorganismos peligrosos en el agua.

Las pastillas potabilizadoras también pueden ayudar a eliminar los minerales indeseables del agua como el hierro y el manganeso. Esto mejora el sabor y la calidad del agua.

Para usar pastillas potabilizadoras, se colocan unas cuantas pastillas en un recipiente con agua, se dejan reposar durante un tiempo y luego se filtra el agua para separar los sedimentos y los compuestos químicos. El agua se vuelve potable una vez que se completa el proceso de filtrado.

Ventajas:

Es un método de tratamiento de agua fácil y conveniente.
Es rápido y eficaz para eliminar los microorganismos peligrosos del agua.
Es una forma segura y económica de mejorar el sabor y la calidad del agua.

Desventajas:

Puede dejar un sabor desagradable en el agua.
Algunas personas pueden tener alergias a los compuestos químicos utilizados para tratar el agua.
El agua tratada con pastillas potabilizadoras no es segura para beber si se deja en el recipiente durante mucho tiempo, ya que los compuestos químicos pueden volverse tóxicos.
No se pueden usar por muchos días seguidos porque los químicos de las pastillas podrían tener efectos secundarios.

Potabilizar con rayos UV

La botella con purificador de agua basada en rayos UV es un invento reciente, aunque los rayos UV han sido utilizados desde hace muchos años por acueductos de muchas ciudades del mundo.

Ventajas

Es un tratamiento no químico, lo que significa que no es necesario agregar productos químicos nocivos.
Es eficaz en una amplia gama de patógenos, incluidos los resistentes al cloro (ciertos protozoos como Cryptosporidium y Giardia).
Está reconocido por las agencias reguladoras, incluida la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA).
Presenta un tratamiento efectivo – destruye el 99,99% de los microorganismos

Desventajas

Para el caso de agua del grifo, la potabilización con rayos UV no elimina el cloro, quedando este indemne como elemento suspendido en el agua. Por esto se recomienda los rayos UV para el tratamiento de agua de piscinas, donde se desea dejar el cloro residual actuando en el agua.
Los elementos químicos utilizados para producir rayos ultravioletas (UV) artificialmente incluyen el mercurio, sodio, xenón, neón, haluros metálicos, hidrógeno, nitrógeno, fluoruro de hidrógeno, oxígeno, yodo, cloro, bromo y cesio.
Dependiendo del elemento químico específico utilizado para producir los rayos UV, la botella potabilizadora con rayos uv podría ser más o menos contaminante, así como tener mayor o menor riesgo de manipulación de productos químicos.
En el caso de agua de fuentes naturales (ríos, lagos, lagunas, etc), que en algunos casos podría estar turbia, los UV tampoco son efectivos. De hecho, dado que es un rayo luminoso, la luz ultravioleta solo puede funcionar si el agua está clara y su transparencia deja pasar los rayos. Si el agua está turbia, se debe usar un filtro para eliminar las partículas y luego aplicar los rayos UV.
Se debe tener en cuenta que ni los rayos UV, ni el Ozono son efectivos para quitar la turbidez del agua, debido a que esta es producida por partículas en suspensión. Para este propósito se deben usar un proceso de filtración como los vistos anteriormente.

Potabilización con Ozono

La potabilización del agua con ozono es un método de tratamiento de agua que utiliza el ozono para destruir los patógenos presentes en el agua. La botella con purificador de agua basada en ozono es el invento más reciente. Aunque el ozono ha sido utilizado desde hace más de 100 años para potabilizar el agua al haberse comprobado su gran eficacia.

El ozono es un oxidante muy eficaz y puede destruir gérmenes patógenos, virus, algas y otros microorganismos nocivos que pueden estar presentes en el agua. El proceso de potabilización con ozono es simple. El agua a tratar se inyecta con ozono, lo que resulta en una reacción de oxidación. Esta reacción destruye los patógenos presentes en el agua, mejorando su calidad.

Ventajas

Es uno de los métodos de tratamiento de agua más seguros y eficaces.
Es eficaz en la más amplia gama de patógenos , incluidos Escherichia Coli glucoronidase positive (CECT 516), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442), Enterococcus faecalis (CECT 481), Staphylococcus aureus (ATCC 6538) los resistentes al cloro (ciertos protozoos como Cryptosporidium y Giardia).
Está reconocido por las agencias reguladoras, incluida la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA).
Presenta un tratamiento efectivo – destruye el 99,99% de los microorganismos
El ozono es un desinfectante muy eficaz y no deja residuos tóxicos en el agua tratada.
El ozono es una forma de oxígeno y, por lo tanto, mejora el sabor y el olor del agua.
El ozono mata a los gérmenes patógenos presentes en el agua sin dañar los organismos benéficos.
El ozono es una forma de oxígeno, por lo que también puede mejorar el oxígeno disuelto en el agua.

Desventajas

El ozono es un gas volátil, por lo que se evapora fácilmente y es necesario dosificar el ozono en el agua antes de beber para garantizar la eficacia.
El ozono se disipa rápidamente, por lo que es necesario almacenar el agua tratada durante algunos minutos para asegurarse de que el ozono haga efecto.
El ozono es caro y requiere equipos especializados para su producción y dosificación.

Esperamos que con este articulo ya estes bien informado sobre los distintos métodos de potabilización del agua con las ventajas y desventajas de cada uno. Asimismo, ya sabes por qué la botella potabilizadora Ozeanic es la mejor solución para contar con agua potable dondequiera que vayas.

* Ilustración del artículo generada con inteligencia artificial