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• Madeleine Rodriguez

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ÍNDICE CALIDAD DE AGUA: ANÁLISIS, MONITOREO ............................................... 2 ¿A qué se refiere la calidad del Agua? ........................................................... 2 ¿Qué son Indicadores? ................................................................................... 2 Peces .............................................................................................................. 4 Monitoreo y Análisis del Agua ......................................................................... 5 Factores y Parámetros evaluados dentro del análisis y Monitoreo del agua .. 6 OXÍGENO EN EL AGUA (OD: OXÍGENO DISUELTO) ..................................... 7 ¿Cómo el oxígeno disuelto afecta al agua? ................................................... 7 Impacto Ambiental .......................................................................................... 8 Fuentes de Oxígeno disuelto .......................................................................... 8 DBO Y DQO PARA CARACTERIZAR AGUAS RESIDUALES ....................... 9 SÓLIDOS SEDIMENTABLES .......................................................................... 10 DUREZA, ACIDEZ, ALCALINIDAD, pH .......................................................... 11 Dureza del agua ............................................................................................ 11 ¿Cómo el agua adquiere la dureza? ............................................................. 12 ¿Por qué la dureza es un parámetro importante? ..................................... 13 Dureza temporal y dureza permanente ........................................................ 13 El pH del agua .............................................................................................. 13 ¿Cuál es la mejor agua potable? ................................................................... 13 Acidez ........................................................................................................... 14 Beneficios del agua ácida ................................................................................ 14 Efectos negativos del agua ácida .................................................................. 14 ¿Cómo afectan las bebidas gaseosas nuestra salud? ............................ 15 Alcalinidad..................................................................................................... 15 Método de Alcalinidad del Agua .................................................................... 16 ¿Para qué se determina la alcalinidad del agua? ...................................... 16 Beneficios del agua alcalina ........................................................................... 16 Relación del pH con los organismos acuáticos ........................................ 17 ACEITES Y GRASAS ...................................................................................... 17 Contaminantes habituales en las aguas residuales ...................................... 18 ¿Qué son las aguas residuales y su tratamiento? ........................................ 18 0

¿Cómo afectan las grasas en el agua al medio ambiente? .......................... 19 Técnicas físico-químicas de Tratamiento de Aguas Residuales ................... 19 NITRATOS Y NITRITOS .................................................................................. 20 ¿Dónde se encuentran los nitratos? ............................................................. 20 ¿Cuáles son los límites legales de nitratos y nitritos en el agua de consumo humano? ....................................................................................................... 20 ¿Cómo puede exponerse el ser humano a los nitratos y nitritos? ................ 21 ¿Cómo llegan los nitratos al agua de bebida? .............................................. 21 ¿Cuáles son los efectos de los nitratos sobre la salud humana? ................. 21 ¿Existe algún riesgo del agua rica en nitratos en actividades humanas, distintas del consumo de boca? .................................................................... 22 SULFATOS ...................................................................................................... 22 ¿Cuáles son las causas de la presencia de sulfatos en el agua que consumimos? ................................................................................................ 22 ¿Cuáles son los efectos perjudiciales conocidos de los sulfatos para la salud de las personas? ........................................................................................... 23 ¿Cuál es el nivel seguro de sulfatos en el agua de consumo? ..................... 23 ¿Cómo se puede saber cuál es el contenido de sulfatos del agua de la red de suministro? .................................................................................................... 23 Bibliografía...................................................................................................... 24

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CALIDAD DE AGUA: ANÁLISIS, MONITOREO La valoración de la calidad del agua puede ser entendida como la evaluación de su naturaleza química, física y biológica, en relación con la calidad natural, los efectos humanos y usos posibles. (Fernandez, 2004 , pág. 89) ¿A qué se refiere la calidad del Agua? Para medir la calidad o estado del agua se necesita de un indicador de calidad de agua es un “parámetro o valor derivado de parámetros que sugiere, proporciona información de o describe el estado de calidad de las aguas que se estén estudiando”. ¿Qué son Indicadores? Un indicador es un elemento de medición asociado a un factor que proporciona una medida cuantitativa o cualitativa de la evolución en magnitud de un fenómeno. Estos indicadores van a ser, de manera general, biológicos para determinar el estado ecológico; y químicos (presencia de sustancias prioritarias) para determinar el estado químico. En el caso de los indicadores biológicos, la presencia o ausencia de ciertas especies, constituye una unidad de medición sobre las condiciones cualitativas de un cuerpo acuático; de tal manera que una vez conocido caracterizado un ecosistema acuático, la presencia y proporción de determinados individuos, puede indicar de manera directa y precisa concentraciones específicas de alguna sustancia contaminante. En los últimos años, un alto número de agencias ambientales de todo el mundo emplea métodos para la evaluación de la calidad del agua basados en la utilización de comunidades biológicas. Las razones para el empleo de organismos vivos para monitorear la calidad del agua, son principalmente el bajo costo y la facilidad de implementar este tipo de estudios, en comparación con los costosos análisis químicos o de toxicidad. Además, la importancia de su uso para detectar procesos en los ecosistemas acuáticos.

Tipos de indicadores Los indicadores de calidad de agua se pueden clasificar de diversas maneras: Según el parámetro usado, pueden ser:  Físico-químicos: se basan en parámetros físicos o químicos del agua como pueden ser el pH, los sólidos en suspensión, la temperatura, la DBO5, etc. o en un conjunto de los mismos.  Biológicos: es un organismo que con su presencia informa del estado de salud del medio acuático en el cual se desarrolla su ciclo biológico. Organismos usados como indicadores biológicos de calidad de aguas son

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los siguientes: macro invertebrados, peces, diatomeas, organismos patógenos, etc.  Hidromorfológicos: evalúan, por un lado, la diferencia entre las características hidrológicas y geomorfológicas actuales de los ríos, y por el otro, las características que tendrían los ríos en ausencia de alteraciones humanas, para garantizar el buen funcionamiento. Según su complejidad, pueden ser:  Simples: Consisten en el uso de un parámetro determinado que permita medir la calidad o grado de contaminación del agua, es decir, en el uso de una medida (valor obtenido) al analizar una muestra de agua, u obtenida directamente en el cuerpo de agua. Por ejemplo: concentración de clorofila, concentración de fósforo, etc.  Complejos: Expresión simple de una combinación más o menos compleja de un número de parámetros que sirve como medida de la calidad o grado de contaminación de un agua.  Índices hidromorfológicos: Tienen como objetivo caracterizar la calidad hidromorfológica del cauce basándose en determinados parámetros. Ejemplos son: ICF (índice de continuidad fluvial), IHF (índice hábitat fluvial)-.  Índices de contaminación: Estos índices especifican el tipo de contaminación existente en una corriente, es decir, se basan en un aspecto concreto de contaminación como puede ser la materia orgánica, mineralización, sólidos en suspensión, nivel trófico (basado en fósforo total). Algunos ejemplos son: ICOMI (Índice de contaminación por mineralización), ICOMO (Índice de calidad por materia orgánica), ICOSUS (Índice de calidad por sólidos suspendidos), ICOTRO (Índice de contaminación trófico). Ejemplos de indicadores Biológicos Un ejemplo de indicadores bilógicos están las algas indicadoras de metales pesados en el agua, hasta la actualidad son ya más de 45 familias de algas que cumplen este rol, su función es una bioacumulacion de los elementos del medio donde crecen y se cultivan, estas pueden acumular metales como: Cu, Co, Cd, Zn, Ni, Se, etc. (Alvarez).

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Imagen 1Fuente: https://images.app.goo.gl/sMd7ZUfRRw46qfLY9

Peces Los peces tienen características que les diferencian de otros elementos biológicos y les hacen complementarios ineludibles. Su mayor longevidad (hasta 20 y 30 años), permite a los peces ser testigos e indicadores de impactos históricos a las masas de agua. Además, su mayor tamaño y movilidad les permiten jugar un papel muy importante en los ecosistemas, al influir en el flujo de energía y en el transporte de sustancias y elementos.

Imagen 2Fuente:https://images.app.goo.gl/E6prtzX5BiyYEJPg6

Invertebrados bentónicos En los cursos de agua se consideran como macro invertebrados a aquellos organismos animales que, por su tamaño relativamente grande son retenidos por redes de luz de malla de entre 250-300 µm, y son visibles al ojo humano, no muy inferiores de 0.5 mm, pero habitualmente mayores de 3 mm. Los macro invertebrados bentónicos se consideran útiles para la detección y seguimiento de las siguientes presiones: Presiones fisicoquímicas relacionadas con: contaminación térmica; cambios en la mineralización del agua; contaminación orgánica; eutrofización; contaminación por metales u otros contaminantes. Presiones hidromorfológicas relacionadas con: alteración del régimen de caudal o de la tasa de renovación; alteración de la morfología del lecho fluvial o lacustre.

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Imagen 3Fuente:https://images.app.goo.gl/Tk1MC6kzpyniteeu5

Diatomeas bentónicas Las diatomeas bentónicas son aquellas que viven sobre un sustrato natural o artificial, en vez de suspendidas en la columna de agua. Las diatomeas son el grupo más diverso de las microalgas bentónicas, suelen constituir entre el 80 y el 90% de la comunidad de perifiton (comunidad micro biótica que vive sobre sustratos sumergidos de diferente naturaleza e incluye microalgas, bacterias, hongos y protozoos). Son cosmopolitas y sus requerimientos ecológicos son conocidos para muchas de sus especies, y son los mismos en diferentes regiones geográficas. Tienen como ventaja adicional la buena manipulación y conservación de las muestras, lo que se debe en parte al esqueleto de sílice (la frústula), de elevada resistencia y cuyas características morfológicas son la base de la identificación de las especies. También presentan una respuesta rápida a los cambios que se producen en su entorno, por su elevada tasa de reproducción.

Imagen 4 Fuente:https://images.app.goo.gl/4N7qKbtEwz6F4Ly56

Monitoreo y Análisis del Agua Las principales razones para el establecimiento de programas de monitoreo de la calidad del agua tienen que ver con la necesidad de verificar si la calidad del recurso cumple con las condiciones para los usos requeridos, con la 5

determinación de las tendencias de la calidad del ambiente acuático y como éste se ve afectado por el vertido de contaminantes originados por actividades humanas y con la estimación de los flujos de contaminantes y nutrientes vertidos a las masas de agua. Los resultados de estos monitoreos se suelen analizan mediante el uso de indicadores o por medio de bioindicadores cuyo fin será la determinación regular de parámetros físicos y químicos de los componentes y organismos que habiten en el agua. Factores y Parámetros evaluados dentro del análisis y Monitoreo del agua Parámetros de Medición en Campo 

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Oxígeno Disuelto: Este parámetro proporciona una medida de la cantidad de oxígeno disuelto en el agua. Mantener una concentración adecuada de oxígeno disuelto en el agua es importante para la supervivencia de los peces y otros organismos de vida acuática. Conductividad: La conductividad de una muestra de agua es una medida de la capacidad que tiene la solución para transmitir corriente eléctrica. Esta capacidad depende de la presencia, movilidad, valencia y concentración de iones, así como de la temperatura del agua. Se debe tener en cuenta que las sales minerales son buenas conductoras y que las materias orgánicas y coloidales tienen poca conductividad. El pH: es una medida de la concentración de iones de hidrógeno en el agua. Aguas fuera del rango normal de 6 a 9 pueden ser dañinas para la vida acuática. La temperatura: juega un papel muy importante en la solubilidad d los gases, en la disolución de las sales y por lo tanto en la conductividad eléctrica, en la determinación de pH, en el conocimiento del origen de agua y de las eventuales mezclas, etc. La turbidez: En agua es provocada por la materia insoluble, en suspensión o dispersión coloidal. Es un fenómeno óptico que consiste esencialmente en una absorción de luz combinado con un proceso de difusión.

Parámetros Inorgánicos   

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Físicos: Turbiedad, Color, Sólidos totales, Sólidos totales disueltos, Sólidos totales en suspensión y sólidos sedimentables. Iones principales: Nitratos; Nitritos; Sulfato; Fosfatos; cianuro WAD, Total y Libre; cloruros; dureza total y cálcica, alcalinidad total, acidez. Metales Disueltos: Incluyen todos los iones metálicos cuyo tamaño de partícula sea menor de 0.45 µm (Al, B, Ca, Mg, Ag, Ni, K, Si, Ba, Cd, Cr, Pb, Zn, Mn, Fe, Cu Hg y As). Metales Totales: todos los iones metálicos en una muestra no filtrada (Al, B, Ca, Mg, Ag, Ni, K, Si, Ba, Cd, Cr, Pb, Zn, Mn, Fe, Cu Hg y As).

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Parámetros Biológicos  Coliformes Totales.  Coliformes Fecales o Termotolerantes.  Huevos de Helmintos  Larvas de Helmintos.  Bacterias heterotróficas.  Escherichia Coli.  Salmonella  Pseudomona Aeuroginosa. Parámetros Orgánicos  Aceites y grasas.  Hidrocarburos totales de petróleo (Sáenz, 2010 )

OXÍGENO EN EL AGUA (OD: OXÍGENO DISUELTO) Es la cantidad de oxígeno que está disuelta en el agua y que es esencial para la vida de cualquier organismo acuático. El nivel de oxígeno disuelto puede ser un indicador de contaminación del agua. Gran parte del oxígeno disuelto en el agua proviene del oxígeno presente en el aire que se ha disuelto en el agua. Parte del oxígeno disuelto en el agua es el resultado de la fotosíntesis de las plantas acuáticas. Otros factores también afectan los niveles de OD; por ejemplo, en un día soleado se producen altos niveles de OD en áreas donde hay muchas algas o plantas debido a la fotosíntesis. La turbulencia de la corriente también puede aumentar los niveles de OD debido a que el aire queda atrapado bajo el agua que se mueve rápidamente, disolviéndose en el agua. ¿Cómo el oxígeno disuelto afecta al agua? Un alto nivel de oxígeno disuelto en una comunidad de suministro de agua es bueno porque esto hace que el gusto del agua sea mejor. Sin embargo, los niveles altos de oxígeno disuelto aumentan la velocidad de corrosión en las tuberías de agua. Por esta razón, las industrias usan agua con la mínima cantidad posible de oxígeno disuelto. Agua usada en calderas de muy baja presión no tienen mas de 2.0 ppm de oxígeno disuelto, pero muchas plantas de calderas intentan mantener los niveles de oxígeno en 0.007 ppm o menos. Los niveles de oxígeno disuelto típicamente pueden variar de 7 y 12 partes por millón (ppm o mg/l). También se puede medir en términos de Porcentaje de Saturación.

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Imagen 5 Oxigeno en el agua Fuente:https://images.app.goo.gl/4gKeZVUu2N4D6pwA6

El análisis de oxígeno disuelto mide la cantidad de oxígeno gaseoso disuelto (O2) en una solución acuosa. El oxígeno se introduce en el agua mediante difusión desde el aire que rodea la mezcla, por aeración (movimiento rápido) y como un producto de desecho de la fotosíntesis. Cuando se realiza la prueba de oxígeno disuelto, solo se utilizan muestras tomadas recientemente y se analizan inmediatamente. Por lo tanto, debe ser preferentemente una prueba de campo. Impacto Ambiental Las concentraciones totales de gas disuelto en el agua no deben exceder de 110 por ciento. Las concentraciones arriba de este nivel pueden ser peligrosas para la vida acuática. Los peces en aguas que contienen un exceso de gases disueltos pueden sufrir de la enfermedad de las burbujas de gas, sin embargo, esto ocurre rara vez. Las burbujas en el flujo sanguíneo a través de las arterias causan la muerte. Las burbujas externas (enfisema) pueden ocurrir y se ha observado en las aletas, o piel de los peces. También se afectan los invertebrados acuáticos por la enfermedad de las burbujas de gas pero a niveles más altos que estos es letal para los peces. El oxígeno disuelto adecuado se necesita para una buena calidad del agua. El oxígeno es un elemento necesario para todas las formas de vida. Los procesos de purificación naturales de la corriente requieren niveles de oxígeno adecuados para facilitar las formas de vida aeróbicas. La vida acuática está bajo tensión, a concentración más baja, mayor tensión. Los niveles de oxígeno que permanecen bajo 1-2 mg/L par unas pocas horas pueden resultar en largas agonías para los peces. Peces, invertebrados, plantas y bacterias aeróbicas, todos requieren oxígeno para la respiración. Fuentes de Oxígeno disuelto Mucho del oxígeno disuelto en el agua viene de la atmósfera. Después de la disolución en la superficie, el oxígeno se distribuye por la corriente y la turbulencia. Las algas y las plantas acuáticas también ceden oxígeno al agua mediante la fotosíntesis.

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La temperatura, la presión y la salinidad afectan la capacidad del agua para disolver el oxígeno. La relación de la disolución del contenido de oxígeno (ppm)

a la capacidad potencial (ppm) da el porcentaje de saturación, que es un indicador de la calidad del agua. (Milacron Marketing Co., 2004)

DBO Y DQO PARA CARACTERIZAR AGUAS RESIDUALES (Nihon Kasetsu Corporation, 2017) La DBO, Demanda Biológica de Oxígeno (BOD en inglés, Biological Oxigen Demand), y la DQO, Demanda Química de Oxígeno (COD en inglés, Chemical Oxigen Demand), son unos de los parámetros más importantes en la caracterización (medición del grado de contaminación) de las aguas residuales. La DBO es la demanda bioquímica de oxígeno que tiene un agua. Es la cantidad de oxígeno que los microorganismos, especialmente bacterias (aeróbicas o anaeróbicas), hongos y plancton, consumen durante la degradación de las sustancias orgánicas contenidas en la muestra. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en mgO2/L. La DBO es un proceso biológico y por lo tanto es delicado y requiere mucho tiempo. Como el proceso de descomposición depende de la temperatura, se realiza a 20ºC durante 5 días de manera estándar, denominándose DBO5. Se tomó 5 días como estándar porque es el tiempo medio que los ríos británicos tardan en llegar al mar. La demanda bioquímica de oxígeno mide la cantidad de oxigeno consumida por microorganismos especialmente bacterias (aeróbias o anaerobias facultativas: Pseudomonas, Escherichia, Aerobacter, Bacillus), hongos y plancton, consumen durante la degradación de las sustancias orgánicas contenidas en la muestra en la corriente del agua. (Andreo, s.f.) Con carácter general, cuanto más contaminación, más DBO. Proporciona una medida aproximada y algunos valores de referencia en función del tipo del agua pueden ser: Pura: entre 2 y 20 mg/l Poco contaminada: entre 20 y 100 mg/l

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Medianamente contaminada: entre 100 y 500 mg/l Muy contaminada: entre 500 y 3.000 mg/l Extremadamente contaminada: entre 3.000 y 15.000 mg/l Por otra parte, la DQO es la Demanda Química de Oxígeno del agua. Es la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar la materia orgánica por medios químicos y convertirla en CO2 y H2O. Se expresa también en mgO2/L. Cuanto mayor es la DQO, más contaminada está el agua. La DQO es una prueba que solo toma alrededor de tres horas, por lo que los resultados se pueden tener en mucho menor tiempo que lo que requiere una prueba de DBO. La DQO en aguas industriales puede situarse entre 50 y 2.000 mgO2/L, aunque puede llegar a 5.000 según el tipo de industria. Es un método aplicable en aguas continentales como: ríos, lagos o acuíferos, además es aplicable en aguas negras, aguas pluviales o agua de cualquier otra procedencia que puedan contener una cantidad apreciable de materia orgánica. Este ensayo es muy útil para la apreciación del funcionamiento de las estaciones depuradoras. No es aplicable, sin embargo, a las aguas potables, ya que al tener un contenido tan bajo de materia oxidable la precisión del método no sería adecuada. En este caso se utiliza el método de oxidabilidad con permanganato potásico. La diferencia principal entre la DBO y la DQO es que la segunda engloba la primera, e incluye más cosas. En la DBO sólo se detecta el material orgánico degradado biológicamente o que es biodegradable, mientras que en la DQO se busca la oxidación completa de la muestra, de manera que todo el material orgánico, biodegradable y no biodegradable, es químicamente oxidado. Para una muestra dada de agua, el valor de DQO siempre ha de ser mayor que el de DBO. DBO y DQO están relacionadas y mantienen su relación para cada tipo de agua. La relación entre ellas no es igual para diferentes tipos de agua, pero aguas industriales del mismo tipo tienen parecida relación DBO/DQO. Por aportar mayor información y por la rapidez en la obtención de resultados, la DQO se está convirtiendo en la prueba de referencia.

SÓLIDOS SEDIMENTABLES Los Sólidos Sedimentables es la cantidad de material que sedimenta de una muestra en un período de tiempo. Están formados por partículas más densas que el agua que se mantienen dispersas dentro de ella en virtud de la fuerza de arrastre causada por el movimiento o turbulencia de la corriente. Por esta razón

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sedimentan rápidamente por acción de la gravedad cuando la masa de agua se mantiene en reposo. (Conforme, 2017) Existen muchas variables que nos determinan la calidad del agua, entre las más básicas tenemos, el oxígeno disuelto, alcalinidad, dureza, turbidez, pH, temperatura, la cantidad de sólidos y los análisis bacteriológicos, todas estas características se pueden medir con el “kit de monitoreo de calidad de agua” excepto los sólidos suspendidos y sedimentables. En el caso de los sólidos sedimentables solamente se necesita un cono de plástico llamado “Cono Imhoff” el cual es relativamente económico y fácil de usar. Sin embargo en el caso de los sólidos suspendidos se necesitan materiales de laboratorios muy caros, complejos y de difícil acceso. Es por ello que surge la necesidad de saber si existe alguna relación entre la cantidad de sólidos suspendidos y de sólidos sedimentables, para facilitar la determinación de este parámetro. Los sólidos sedimentables son los materiales que sedimentan de una suspensión en un período de tiempo definido y son los causantes de que el tiempo de vida de los lagos y lagunas termine o sea más corto, pues como se van hacía el fondo de los cuerpos de agua van reduciendo la altura o la profundidad del cuerpo de agua y por consecuencia la capacidad para almacenar agua. Mientras que los sólidos totales en suspensión son el material retenido sobre un filtro estándar después de la filtración de una muestra bien mezclada con agua. Estos sólidos son secados a 103 – 105 °C; es decir estos sólidos no se sedimentan o por lo menos no lo hacen en tan poco tiempo como los sólidos sedimentables, los sólidos suspendidos pueden durar décadas en sedimentarse, porque contienen arcillas, y como ya sabemos las arcillas son de carga negativa en donde se pueden enlazar con diversos cationes que cambian las características del agua, entre ellas las características bacteriológicas. (Think Global, 2012)

DUREZA, ACIDEZ, ALCALINIDAD, pH Dureza del agua La dureza del agua se define como la concentración de todos los cationes metálicos no alcalinos presentes (iones de calcio, estroncio, bario y magnesio en forma de carbonatos o bicarbonatos) y se expresa en equivalentes de carbonato de calcio y constituye un parámetro muy significativo en la calidad del agua. Esta cantidad de sales afecta la capacidad de formación de espuma de detergentes en contacto con agua y representa una serie de problemas de incrustación en equipo industrial y doméstico, además de resultar nociva para consumo humano. (Rodriguez, 2010)

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De acuerdo a la concentración de carbonatos contenidos en el agua, ésta puede clasificarse en niveles de dureza 

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Agua blanda: El agua blanda es la que contiene una concentración relativamente baja de carbonato de calcio y otros iones. El agua que genera espuma fácilmente con el jabón se llama agua blanda. Describe el tipo de agua que contiene pocos o ningún mineral, como los iones de calcio (Ca) o magnesio (Mg). Por lo general, el término es relativo al agua dura, que sí que contiene cantidades importantes de estos iones. Agua levemente dura: Cuando tiene presencia de sales disueltas de calcio y magnesio menor o igual 60 mg/L. Agua dura: Se conoce como agua dura a aquella que dificulta el desarrollo de espuma al estar en contacto con jabón, debido a que presenta una elevada cantidad de bicarbonatos y carbonatos de magnesio y de calcio. Agua moderadamente dura: Cuando tiene presencia de sales disueltas de calcio y magnesio mayor o igual a 120 mg/L. Agua muy dura: Cuando tiene presencia de sales disueltas de calcio y magnesio mayor a 170 mg/L.

¿Cómo el agua adquiere la dureza? El agua adquiere la dureza cuando pasa a través de las formaciones geológicas que contienen los elementos minerales que la producen y por su poder solvente los disuelve e incorpora. El agua adquiere el poder solvente, debido a las condiciones ácidas que se desarrollan a su paso por la capa de suelo, donde la acción de las bacterias genera CO2, el cual existe en equilibrio con el ácido carbónico. En estas condiciones de pH bajo, el agua ataca las rocas, particularmente a la calcita (CaCO3), entrando los compuestos en solución. El carbonato cálcico (CaCO3) es el carbonato más importante, que se presenta en la naturaleza como caliza, mármol y, en estado puro, como calcita. El CaCO3 se produce como precipitado difícilmente soluble al pasar CO2 a través de una disolución de hidróxido cálcico, así como durante el fraguado del mortero de cal, que es una mezcla de arena, cal apagada [Ca (OH)2] y agua. El agua que contenga CO2 al tomar contacto con las formaciones de calcita, se transformará paulatinamente en hidrogenocarbonato, con lo que se disolverá El CaCO3 se disuelve tanto más, cuanto mayor sea la cantidad de CO2 que contiene el agua. De esta forma se produce la “dureza debida a los carbonatos” de las aguas naturales, es decir, debida a su contenido en iones HCO3 -.

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¿Por qué la dureza es un parámetro importante?  El agua dura puede causar depósitos e incrustaciones en los sistemas de distribución de agua.  Reduce la eficiencia de los intercambiadores de calor.  La dureza puede causar corrosión.  Puede causar incrustaciones en los sistemas de filtración de membrana. (Sela, 2016) La dureza del agua ejerce cierta influencia sobre el crecimiento y mineralización del exoesqueleto de organismos de agua dulce. Cuando los niveles de dureza son bajos se observa una reducción en la tasa de muda y a la vez una falta de deposición de calcio en el exoesqueleto, prolongándose el periodo de intermuda. Dureza temporal y dureza permanente De acuerdo con (Sela, 2016) existen dos tipos de dureza: dureza temporal y dureza permanente. Dureza temporal: también llamada ‘Dureza de carbonato’. Este tipo de dureza se refiere a los carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio en el agua. Calentar el agua, o añadir cal al agua, elimina esta dureza. El CO2 se libera como gas y se forman precipitados insolubles de carbonato de calcio y / o de hidróxido de magnesio. Ca (HCO3)2 –> CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O. Mg (HCO3)2 – -> Mg(OH)2 ↓ + 2CO2 ↑ Dureza permanente, también conocida como “dureza sin carbonatos”, es la dureza debida a la presencia de sulfatos, cloruros y nitratos de calcio o magnesio. Por ejemplo, sulfato de calcio, cloruro de magnesio, etc. La eliminación de la dureza permanente se realiza usando cal o combinación con carbonato de sodio, dependiendo de la composición química del agua.

El pH del agua El pH es una de las pruebas más comunes para conocer parte de la calidad del agua. El pH indica la acidez o alcalinidad, en este caso de un líquido como es el agua, pero es en realidad una medida de la actividad del potencial de iones de hidrógeno (H +). Las mediciones de pH se ejecutan en una escala de 0 a 14, con 7.0 considerado neutro. Las soluciones con un pH inferior a 7.0 se consideran ácidos. Las soluciones con un pH por encima de 7.0, hasta 14.0 se consideran bases o alcalinos. Todos los organismos están sujetos a la cantidad de acidez del agua y funcionan mejor dentro de un rango determinado. (Arrieta, 2015) ¿Cuál es la mejor agua potable? La mejor es el agua alcalina con antioxidantes. La única forma de obtener antioxidantes en el agua alcalina es viviendo cerca de un manantial glaciar donde el sol brinda energía al agua de forma natural y cree esos antioxidantes. O bien,

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puedes obtener un ionizador de agua que replicará el proceso de ionización natural del sol para crear dichos antioxidantes. La mayoría de las aguas embotelladas son ácidas. Muchas empresas utilizan un proceso llamado ósmosis inversa para despojar al agua de todas sus impurezas. El problema es que una vez que el agua ha perdido sus diversos componentes, entra en un estado ácido: sin minerales alcalinos e iones, el agua no será ni alcalina ni tendrá antioxidantes. Por lo tanto, beber una botella de agua que no contenga oxígeno, minerales, iones o cualquier otro componente no es bueno para tu cuerpo. Necesitas oxígeno para obtener energía, antioxidantes para desintoxicar y minerales alcalinos para ayudar con el equilibrio del pH.

Acidez La acidez en agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases o como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilos. La determinación de la acidez es de importancia debido a las características corrosivas, principalmente a la presencia de CO2, de las aguas ácidas y al costo que supone la remoción y control de las substancias que producen corrosión. La causa más común de acidez en aguas es el dióxido de carbono, el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reaccionantes de los coagulantes químicos usados en el tratamiento, o de la oxidación de la materia orgánica, o por disolución de CO2 atmosférico ya que este es ligeramente soluble en agua. (Peña, 2014) Beneficios del agua ácida Es un astringente natural para lavarse la cara, aliviar la piel seca y con comezón, acelerar la regeneración de la piel, matar bacterias gracias a que esteriliza superficies. Efectos negativos del agua ácida El ácido en el agua oxidará tu cuerpo e iniciará un estrés celular. Asimismo, niveles altos de ácido en nuestras dietas provocarán una condición llamada acidosis, que es el precursor del inicio de la mayoría de las enfermedades en adultos. Asimismo, la naturaleza corrosiva del agua ácida provoca que los iones metálicos como el hierro, el manganeso, el cobre, el plomo y el zinc se filtren en el agua, causando niveles elevados de metales tóxicos en ella. Los signos de agua ácida son la corrosión de los accesorios, las manchas azules (de las tuberías de cobre) o las manchas de óxido (de las tuberías de hierro). El agua ácida también puede causar fugas de poros y fallas en las tuberías a lo largo del tiempo.

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¿Cómo afectan las bebidas gaseosas nuestra salud? Las bebidas gaseosas son también llamadas bebidas carbonatadas son una mezcla de agua filtrada, dióxido de carbono, edulcorantes (sustancias que proporcionan sabor dulce) y acidulantes (sustancias que modifican o controlan la acidez). Un efecto ambiguo es la elevación de creación de HCl en el estómago debido a el CO2 esto puede ser bueno ya que mejora el proceso de digestión pero puede aumentar el reflujo, ya que, la gaseosa es ácida, tiene pH de 2,0, estas retrasan la digestión. Los ácidos dificultan la absorción de hierro y de calcio en los huesos, por lo que favorecen la aparición de anemia y osteoporosis. Por ejemplo, el ácido fosfórico disminuye los niveles de calcio y aumenta los niveles de fosfato en la sangre, provocando que el poco calcio que queda en los huesos, pase a la sangre para compensar el nivel de fosfato, lo cual crea una descalcificación en los huesos. Además muchas de estas bebidas contienen una alta concentración de cafeína. La cafeína es un alcaloide que tiene efectos estimulantes sobre el sistema nervioso autónomo y el corazón, por lo cual estimula el estado de vigilia y la resistencia al cansancio; sin embargo, el consumo excesivo de cafeína provoca dependencia, dolor de cabeza, arritmia cardíaca, insomnio y ansiedad. (Licata, 2017)

Alcalinidad La determinación de la alcalinidad es importante en los procesos de coagulación química, ablandamiento, control de corrosión y evaluación de la capacidad tampón del agua Aunque muchos compuestos pueden contribuir a la alcalinidad del agua natural, la mayor parte es causada por tres grandes grupos que se clasifican por sus altos valores de pH, las otras especies son despreciables. Estos tres grupos son: hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos. La alcalinidad de un agua natural es un parámetro muy útil por varias razones: 1. Es una medida de la fertilidad de un agua, puesto que a partir de su valor se puede deducir el contenido en carbono inorgánico disuelto de un agua; por consiguiente, se puede conocer la extensión de la fotosíntesis y el crecimiento de la biomasa en un reservorio natural. 2. Mide la capacidad tamponante de un agua natural. Cuanto mayor es su alcalinidad, mayor es su capacidad de mantener su pH fijo a un valor frente a la adición de un ácido. 3. Se relaciona con la dureza temporal.

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Método de Alcalinidad del Agua La alcalinidad del agua se determina por titulación con ácido sulfúrico (H 2SO4) y se expresa como mg/l de CaCO3 equivalente a la alcalinidad determinada. Los iones procedentes de la solución de ácido neutralizan los iones OH - (hidroxilo) libres y los disociados por concepto de hidrólisis de carbonatos y bicarbonatos. La titulación se efectúa en dos etapas sucesivas, definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y ácido carbónico, los cuales se indican electrométricamente por medio de indicadores. Los indicadores para la determinación de la alcalinidad son la fenolftaleína y el metil naranja. (Peña, 2014)

¿Para qué se determina la alcalinidad del agua? La determinación de la alcalinidad reviste suma importancia en los procesos de potabilización del agua ya que la eficiencia del proceso de coagulación depende fuertemente de este parámetro; asimismo, en el antiguo proceso de ablandamiento químico del agua la medida de la alcalinidad es fundamental para determinar las cantidades necesarias de cal y carbonato de sodio para lograr la precipitación de las sales de calcio y magnesio. Beneficios del agua alcalina De acuerdo con (MEDITIP, 2018) existen muchos beneficios saludables asociados con el consumo de agua alcalina.  Vitaminas y minerales: el agua alcalina tiene minerales como el magnesio y el calcio, ambos son cruciales para mantener huesos saludables. Se cree que el agua ionizada provee antioxidantes al cuerpo, pequeños soldados que destruyen los dañinos radicales libres. Esto puede disminuir el proceso del envejecimiento.  Disminuir la acidez en el cuerpo: la ciencia demuestra que la acidez es perjudicial a largo plazo para la salud. El agua alcalina reduce los niveles de ácido en el estómago y tracto intestinal.  Inmunidad: se puede estimular el sistema inmunológico para ayudar al cuerpo a neutralizar la acidez en el cuerpo debido a una dieta pobre, estrés o toxinas del ambiente. Un cuerpo sano es alcalino.  Pérdida de peso: El agua alcalina, neutraliza naturalmente los ácidos en el cuerpo y ayuda significativamente a perder peso porque se reduce el almacenamiento de grasa.  Ayudan a prevenir el envejecimiento prematuro esto debido a que al eliminar las toxinas del cuerpo promueve la oxigenación de las células regenerándolas, de esta manera la piel se mantiene hidratada y con elasticidad.

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Sin embargo un exceso general de alcalinidad en el cuerpo puede causar problemas gastrointestinales e irritaciones en la piel. Demasiada alcalinidad también puede desajustar el pH normal del cuerpo, lo que lleva a una alcalosis metabólica. La alcalosis también puede causar una disminución del calcio libre en el cuerpo, lo que puede afectar la salud de los huesos. Relación del pH con los organismos acuáticos El pH posee una estrecha interdependencia entre las comunidades vegetales, animales y el medio acuático. Este fenómeno ocurre a medida en que las comunidades acuáticas interfieren en el pH, así como el pH interfiere de diferentes maneras en el metabolismo de estas comunidades. Con respecto a las comunidades, actúa directamente en los procesos de permeabilidad de la membrana celular de los organismos integrantes, interfiriendo en el transporte iónico intra y extracelular, así como también entre organismos en el medio. Un ejemplo de la interferencia de las comunidades acuáticas en los valores de pH del medio se observa a través de la asimilación del CO2, ya que durante el proceso fotosintético, las macrófitas acuáticas y las algas pueden elevar el pH del medio. Los organismos heterótrofos (bacterias y animales acuáticos) interfieren sobre el pH del medio en general, bajándolo. Esta situación ocurre debido a los intensos procesos de descomposición y respiración, a través de los cuales hay liberación de CO2, que por hidrólisis origina ácido carbónico e iones de hidrogeno. Además varios procesos metabólicos que ocurren en las aguas naturales pueden generar iones de hidrogeno, contribuyendo de esta forma con la disminución del pH del medio. Los procesos que destacan son los de oxidación biológica, de intercambio catiónico e hidrólisis de cationes. (Talavera, 2017)

ACEITES Y GRASAS Las grasas y aceites son compuestos orgánicos constituidos principalmente por ácidos grasos de origen animal y vegetal, así como los hidrocarburos de petróleo. Las sustancias grasas se clasifican en grasas y aceites. Teniendo en cuenta su origen, pueden ser animales o vegetales. 1. Grasas animales, como el sebo extraído del tejido adiposo de bovinos y ovinos, grasa de cerdo, la manteca, etc. 2. Aceites animales, entre los que se encuentran los provenientes de peces como sardinas y salmones, del hígado del tiburón y del bacalao, o de mamíferos marinos como el delfín o la ballena; de las patas de vacunos, equinos y ovinos se extraen también aceites usados como lubricantes e impermeabilizantes. 17

3. Aceites vegetales, el grupo más numeroso; por sus usos pueden ser clasificados en alimenticios, como los de girasol, algodón, maní, oliva, uva, maíz y no alimenticios, como los de lino, coco y tung. Algunas de sus características más representativas son baja densidad, poca solubilidad en agua, baja o nula biodegradabilidad. Por ello, si no son controladas se acumulan en el agua formando natas en la superficie del líquido. Contaminantes habituales en las aguas residuales Son todas aquellas sustancias de naturaleza lipídica, que, al ser inmiscibles con el agua, van a permanecer en la superficie dando lugar a la aparición de natas y espumas. Estas natas y espumas entorpecen cualquier tipo de tratamiento físico o químico, por lo que deben eliminarse en los primeros pasos del tratamiento de un agua residual. Su efecto en los sistemas de tratamiento de aguas residuales o en las aguas naturales se debe a que interfieren con el intercambio de gases entre el agua y la atmósfera. No permiten el libre paso del oxígeno hacia el agua, ni la salida del CO2 del agua hacia la atmósfera; en casos extremos pueden llegar a producir la acidificación del agua junto con los bajos niveles del oxígeno disuelto, además de interferir con la penetración de la luz solar. Las principales fuentes aportadoras de grasas ya aceites son los usos domésticos, talleres automotrices y de motores de lanchas y barcos, industria del petróleo, procesadoras de carnes y embutidos e industria cosmética (Toapanta, 2018).

¿Qué son las aguas residuales y su tratamiento? El agua residual se define como la combinación de los residuos líquidos procedentes tanto de residencias como de instituciones públicas y establecimientos industriales y comerciales, en la medida en que se vaya presentando acumulación y estancamiento del agua residual pueden generarse gases de mal olor debido a la descomposición orgánica que ésta posee; además es importante anotar que en el agua residual hay existencia de numerosos microorganismos patógenos y causantes de enfermedades que habitan en el aparato intestinal humano o que pueden estar en ciertos residuos industriales. 18

Pero no todo es negativo, las aguas residuales contienen nutrientes que en gran parte ayudan al crecimiento de plantas acuáticas. El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes presentes en el agua efluente del uso humano. ¿Cómo afectan las grasas en el agua al medio ambiente? Si no se recoge adecuadamente el aceite de motor usado podría causar graves problemas a nuestro entorno. Esta sustancia contiene una serie de hidrocarburos que no son degradables biológicamente y que destruyen el humus vegetal y acaban con la fertilidad del suelo. El aceite usado contiene asimismo sustancias tóxicas como el plomo, el cadmio y compuestos de cloro, que contaminan gravemente las tierras. Su acción contaminadora se ve además reforzada por la acción de algunos aditivos que se le añaden y que favorecen su penetración en el terreno, pudiendo ser contaminadas las aguas subterráneas. Si se vierten a las aguas, bien sea directamente o por el alcantarillado, el aceite usado tiene una gran capacidad de deterioro ambiental. Produce una película impermeable, que impide la adecuada oxigenación y que puede asfixiar a los seres vivos que allí habitan. Técnicas físico-químicas de Tratamiento de Aguas Residuales Son técnicas para eliminar la fracción gruesa. Los aceites, ácidos grasos y sólidos suspendidos se pueden eliminar mediante el uso de las técnicas siguientes: 

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Tamizados: El objetivo es retirar completamente los flotantes y los sólidos en suspensión, dependiendo de la luz de paso del tamizado, y retirarlo para descargarlo en un contenedor. Coagulación y floculación: Se añade un coagulante al agua fuente para crear una atracción entre las partículas en suspensión. La mezcla se agita lentamente para inducir la agrupación de partículas entre sí para formar “flóculos”. El agua se traslada entonces a un depósito tranquilo de sedimentación para sedimentar los sólidos. Flotación: Se agrega también un coagulante para flocular las partículas en suspensión; pero en vez de usar la sedimentación, burbujas de aire presurizado las empujan hacia la superficie del agua desde donde se pueden extraer. Centrifugación: El objetivo de la centrifugación es separar sólidos insolubles (de partículas muy pequeñas difíciles de sedimentar) de un líquido. Fluidificación: El proceso implica el arrastre de material pulverizado por una masa ascendente de gas muy caliente. Las observaciones industriales demuestran que las mezclas de esta clase se comportan esencialmente como un líquido. 19

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Electrólisis: La electrólisis del agua es la descomposición de agua (H2O) en oxígeno (O2) y de hidrógeno gas (H2) debido a una corriente eléctrica que pasa a través del agua. Decantación: La misión es eliminar partículas, ya sea por sedimentación o flotación, partículas que en el caso del tratamiento del agua pueden proceder de sustancias disueltas, que por la vía de la oxidación han pasado a insolubles. Precipitación: Es un proceso de obtención de un sólido a partir de una disolución el objetivo es la eliminación de sales del agua en el tratamiento del agua.

NITRATOS Y NITRITOS El nitrato y el nitrito son iones de origen natural que forman parte del ciclo del nitrógeno. El nitrato se utiliza principalmente en fertilizantes inorgánicos, y el nitrito sódico como conservante alimentario, especialmente para las carnes curadas. ¿Dónde se encuentran los nitratos? Fuentes naturales Los nitratos pueden encontrarse en pequeñas cantidades en: 1. El suelo 2. Los alimentos 3. Las aguas (superficiales y subterráneas). Fuentes artificiales Las fuentes artificiales de nitratos y nitritos son compuestos químicos presentes en: 1. Los fertilizantes utilizados en la agricultura (abonos nitrogenados tipo nitrato potásico o nitrato amónico). 2. Estiércol y purines derivados de las actividades ganaderas. 3. Los desechos orgánicos de origen urbano o industrial. ¿Cuáles son los límites legales de nitratos y nitritos en el agua de consumo humano? En las aguas de consumo la Organización Mundial de la Salud (OMS), señaló como valor máximo orientativo la cantidad de 50 mg/L de “ión nitrato”. Ésta límite se estableció para prevenir el principal problema tóxico de los nitratos/nitritos que se produce en los niños menores de cuatro meses.

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¿Cómo puede exponerse el ser humano a los nitratos y nitritos? La exposición a los nitratos y a los nitritos puede ser a través de alimentos y agua. ¿Cómo llegan los nitratos al agua de bebida? El nitrato está presente en el agua de forma natural pudiéndose incrementa su concentración por actividades humanas. Estas fuentes humanas de nitrógeno y, por tanto, de nitratos para el agua de consumo humano son: 1. Fertilizantes inorgánicos y orgánicos. 2. Purines y estiércol. 3. Actividades industriales y urbanas (vertidos efluentes, aguas residuales, etc.). 4. Herbicidas y plaguicidas que contienen nitratos. Los nitratos se disuelven fácilmente en el agua y llegan así al suministro de agua de consumo humano. No confieren ningún sabor u olor a las aguas de bebida. La principal fuente de contaminación de los acuíferos lo constituye el empleo excesivo de fertilizantes nitrogenados y, en menor medida, el empleo de abonos orgánicos procedentes de la actividad ganadera. El exceso de nitratos, que no es utilizado por las plantas para la síntesis de proteínas vegetales, puede llegar a las aguas superficiales, o bien, infiltrarse a través del suelo y llegar a los acuíferos subterráneos. El vertido directo a los acuíferos superficiales de desperdicios humanos y animales contribuye al enriquecimiento de las aguas con nitratos. ¿Cuáles son los efectos de los nitratos sobre la salud humana? El principal riesgo p «síndrome del recién nacido cianótico». El nitrato se reduce a nitrito en el estómago de los lactantes, y el nitrito puede oxidar la hemoglobina a metahemoglobina, que no puede transportar oxígeno por el organismo. La disminución del transporte de oxígeno se manifiesta clínicamente cuando la concentración de metahemoglobina alcanza o supera el 10% de la concentración normal de hemoglobina; esta enfermedad, denominada metahemoglobinemia, produce cianosis y, en concentraciones más altas, asfixia. La proporción normal de metahemoglobina en lactantes menores de 3 meses es menos del 3%. Además, las bacterias gástricas que reducen el nitrato a nitrito tienen mayor actividad en los lactantes, debido a su baja acidez gástrica. El consumo de aguas contaminadas por nitratos y nitritos, son perjudiciales al hombre en general, debido a que, por la acción de estos compuestos con bacterias intestinales, pueden formarse nitrosaminas, las cuales a causa de su posible acción cancerogénica, resultan peligrosas al hombre.

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¿Existe algún riesgo del agua rica en nitratos en actividades humanas, distintas del consumo de boca? No existe ningún inconveniente en la utilización de aguas ricas en nitratos para: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Higiene corporal (duchas, higiene oral, etc) Baño diario de los recién nacidos Baño en piscinas Lavado de ropa Lavado de alimentos (frutas, verduras, etc) o enseres de cocina Quehaceres domésticos de limpieza, riego, etc.

No cocer alimentos con aguas ricas en nitratos Hervir el agua no hace desaparecer los nitratos. La ebullición prolongada, como por ejemplo la preparación de caldos, podría provocar la concentración de las sales disueltas. Por esta misma razón se recomienda no hervir más de 1 minuto el agua corriente en la preparación de biberones. Es conveniente no usar aguas por encima de 50 mg/L (agua no apta para consumo humano) para “cocer” alimentos destinados a niños menores de 4 meses u otros grupos de riesgo (León, 2017).

SULFATOS Los sulfatos se encuentran en las aguas naturales en un amplio intervalo de concentraciones. Las aguas de minas y los efluentes industriales contienen grandes cantidades de sulfatos provenientes de la oxidación de la pirita y del uso del ácido sulfúrico. Los estándares para agua potable del servicio de salud pública tienen un límite máximo de 250 ppm de sulfatos, ya que a valores superiores tiene una acción "purgante”. Los límites de concentración, arriba de los cuales se percibe un sabor amargo en el agua son: Para el sulfato de magnesio 400 a 600 ppm y para el sulfato de calcio son de 250 a 400 ppm. En los sistemas de agua para uso doméstico, los sulfatos no producen un incremento en la corrosión de los accesorios metálicos, pero cuando las concentraciones son superiores a 200 ppm, se incrementa la cantidad de plomo disuelto proveniente de las tuberías de plomo. (Bolaños-Alfaro, 2017) ¿Cuáles son las causas de la presencia de sulfatos en el agua que consumimos? Los sulfatos suelen ser sales solubles en agua, por lo que se distribuyen ampliamente en la naturaleza y pueden presentarse en las aguas naturales en un amplio intervalo de concentraciones.

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El origen de los sulfatos se debe fundamentalmente a los procesos de disolución de las tizas, existentes en el terreno, en el agua subterránea. ¿Cuáles son los efectos perjudiciales conocidos de los sulfatos para la salud de las personas? El agua con concentraciones superiores a 1600 mg/litro de sulfatos produce diarrea en animales durante la primera semana. Después este efecto desaparece. Estudios con agua de grifo, con voluntarios humanos indicaban efecto laxante en concentraciones de 1000-1200 mg/l. Otros estudios, han observado la aparición de diarrea en recién nacidos expuestos bruscamente a valores superiores a 650 mg/litro de sulfatos. En adultos. En adultos, se pueden sentir efectos laxantes a partir de los 750 mg/litro. ¿Cuál es el nivel seguro de sulfatos en el agua de consumo? Se recomienda que los sistemas del agua potable no contengan sulfato arriba de 250 miligramos por litro (mg/L) para evitar un sabor y olor desagradable. La EPA también ha establecido una recomendación saludable para agua de beber de 500 mg/L para evitar males los estómagos y diarreas en personas que no estén acostumbradas a los altos niveles de sulfato. ¿Cómo se puede saber cuál es el contenido de sulfatos del agua de la red de suministro? Por el sabor perceptible. A partir de 500 mg/litro, los responsables del suministro (ayuntamientos o entidades gestoras) tienen la obligación de comunicarlo a la autoridad sanitaria, la cual instará a la entidad gestora a poner este incumplimiento en conocimiento de la población. Se puede conocer los niveles de sulfatos del agua de vuestra zona de suministro consultando al Ayuntamiento o directamente a la entidad gestora del servicio municipal. (Mariano, 2017)

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