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3.3 Nuevas aplicaciones
3.3.1 Enriquecimiento en gas carbónico

Enriquecimiento con CO₂, como soda, etc. Algunos fabricantes de grifería incorporan estos dispositivos en sus modelos para cocina.

• Argumentos a favor: menos caro que el agua mineral, ningún transporte de recipientes.

• Argumentos en contra: puede ser causa de problemas gustativos

• Riesgo sanitario: ninguno, mientras el CO₂ sea de calidad irreprochable y que el agua utilizada sea fresca.

• Observaciones: puede reemplazar al agua mineral gaseosa.

3.3.2 Enriquecimiento en oxígeno

Agua a la que se le adiciona oxígeno. En el agua embotellada carbónica el nivel de oxígeno disuelto está comprendido entre los Oy 4 mg/l. En el agua natural potable el nivel de oxígeno varía entre los 4 y 6 mg/l y en las aguas de manantial puede llegar a alcanzar hasta los 12 mg/l mientras que en el agua enriquecida con oxígeno mediante un procedimiento de disolución se pueden obtener 120 mg/l o más de oxígeno.

• Argumentos a favor: estimular la circulación sanguínea y parece promover las defensas.

• Argumentos en contra: de los estudios médicos efectuados hasta ahora no se han constatado sus beneficios.

• Riesgo sanitario: ninguno

3.3.3 Carbón activo más resina intercambiadora de iones

Filtro de agua para utilización doméstica.

• Argumentos a favor: ablandamiento del agua y adsorción de substancias que afectan al olor y sabor.

• Argumentos en contra: el agua potable puede ser cualitativamente modificada y/o degradada (riesgos de proliferación de gérmenes y de corrosión).

• Riesgo sanitario: ninguno, mientras la instalación sea regularmente sometida a mantenimiento.

3.3.4 Ozonización

El empleo del ozono para el tratamiento del agua se ha convertido en una tendencia mundial, dado que es un poderoso agente oxidante que al aplicarlo al agua destruye la materia orgánica, eliminando gran parte del color y del olor cuando se aplica en dosis suficiente.

• Argumentos a favor: tiene un excelente poder bactericida y viricida. Su gran poder desinfectante está poco influenciado por el pH del agua. Hay una gran facilidad de obtención, ya que se produce en el mismo lugar de aplicación, solo requiere de aire y de energía eléctrica. No solo no produce ningún subproducto peligroso sino que cuando se mezcla en el agua, se descompone en inofensivo oxígeno.

• Argumentos en contra: es muy volátil y no es conveniente su utilización como desinfectante único, aunque sí puede dosificarse como complementario del cloro y rebajar la concentración necesaria del mismo, con lo que mejora el sabor del producto final. Por lo general los costos de un sistema de ozonización son altos por lo que no es un sistema muy utilizado.

• Riesgo sanitario: carece de poder residual para afrontar una recontaminación posterior al tratamiento.

3.3.5 Ionizadores cobre-plata

Ciertos productos, y entre ellos algunos metales, presentan la propiedad llamada «oligodinamia», es decir de ser activos en muy bajas concentraciones (trazas), resultando letales para determinados organismos inferiores. Metales como la plata, el cobre, el mercurio, el manganeso y el hierro, entre otros, pueden ser, por esta razón, potenciales desinfectantes del agua…

De todos los metales, solo la plata ha tenido algún uso en la desinfección del agua para consumo humano y como tal ha sido utilizada desde la antigüedad, siendo infinidad de productos que actualmente la incorporan empezando por los filtros activos de carbono para purificar el agua y terminando por las superficies de algunas porcelanas sanitarias y esmaltes de algunos electrodomésticos con lo que evitan la acumulación de bacterias.

Otras de las ventajas de la plata para el tratamiento del agua, además de la ya indicada es la de ser un antimicrobiano de amplio espectro que no produce sabor, olor ni color en el agua tratada y que no hay formación de productos adicionales.

El ion cúprico es fuertemente barioestático (inhibidor) pero relativamente ineficaz como bactericida (destruir) y casi totalmente ineficaz para las esporas. Los compuestos a base de cobre y en particular el sulfato de cobre (CuSO₄) tienen propiedades algicidas en los recipientes abiertos que contienen agua. También es fungicida por lo que se utiliza para controlar las nfecciones fúngicas de plantas. El cobre es activo sobre los hongos como Trichophyton interdigital o Trichophyton gypseum pero es inactivo contra otros hongos filamentosos como Aspergïllus niger Otra desventaja del cobre es su tendencia a precipitar en aguas ligeramente alcalinas, perdiendo así su efectividad.

Según la literatura, la actividad antibactérica del cobre está limitada a los Staphylococcus y Streptococcus (Gram⁺).

Métodos de desinfección sinérgicos

El término «sinergia» significa «la interacción y actividad combinada de dos o más entes biológicos, sustancias o componentes. La resultante es cualitativa y cuantitativamente distinta de la sumatoria de las capacidades individuales». En el caso específico de las sustancias utilizadas como desinfectantes, si sumando las capacidades individuales de cada uno de ellos se obtuviera una capacidad resultante mayor que la suma de las dos, entonces estaríamos ante una nueva sustancia mucho más potente o con mejores atributos que cualquiera de los atributos de las dos sustancias individuales y aún de los atributos sumados de ellas dos. Eso es lo que ocurre exactamente en algunos casos especiales. Y eso es lo que se llama «sinergia de la desinfección».

La sinergia entre el cobre y la plata tiene un poder bactericida más intenso que los compuestos aislados. Los iones Cu⁺⁺ y Ag⁺ son agregados al agua en cantidades controladas, según los casos, por unos electrodos de cobre y plata o por un par de electrodos de una aleación cobre-plata-níquel, después de aplicar una diferencia de potencial muy baja entre estos electrodos. La cantidad de iones añadidos al agua es mínima, pero gracias a su sinergia, es suficiente para neutralizar la acción de las bacterias, virus, hongos y algas.

En uno de los procedimientos más extendidos, el número de iones en el agua puede comprobarse mediante un simple test de iones de cobre concibiéndose los electrodos de tal forma que también el número de iones de plata sea el adecuado, cuando lo es el de iones de cobre. Tanto el ánodo como el cátodo están recubiertos de la misma aleación de plata y cobre, haciéndose cambiar la polaridad de los electrodos cada cierto tiempo (unos minutos) para evitar el cobreado o plateado de los respectivos electrodos – lo que con el tiempo, reduciría sus superficies exteriores. El cambio de polaridad permite el desgaste por igual de ambos electrodos y una mayor duración. A través de una cámara el agua fluye entre los electrodos. Durante este proceso muchos iones de plata y cobre son arrastrados por el agua antes de que alcancen el otro electrodo. El resultado es que en el agua, se encuentran iones de cobre y plata, que purificarán el agua. La ionización es utilizada como tratamiento de ataque y/o de desinfección permanente en las redes de agua sanitaria y en las instalaciones de tratamiento de aire.

Este sistema no es aplicable a cualquier instalación, sino que hay que realizar un estudio sobre los caudales utilizados, las características del agua, la potencia de la instalación, etc. Por lo tanto, no es un sistema que se pueda aplicar en todos los sitios de forma indiscriminada ya que antes se tiene que estudiar en qué situaciones nos encontramos y cómo van a afectar estas sobre el rendimiento del sistema.

Figura 3.6 Esquema explicativo del ionizador cobre-plata

• Argumentos a favor:

Relativamente bajo costo y fácil instalación y mantenimiento.

La eficacia del ionizador no se ve afectada por temperaturas más altas en el agua, a diferencia del cloro y rayos ultravioletas.

Las bacterias (Legionella) son aniquiladas, más que inhibidas, minimizando la posibilidad de recolonización.

Provee protección residual a través de todo el sistema de distribución de agua, es decir si se para la instalación, los iones cobre-plata continúan actuando y realizando su efecto desinfectante, hasta que se vuelve a poner en marcha el sistema. Este efecto residual proporciona un margen agregado de seguridad (contrariamente a la desinfección hiperactiva con cloro, en la cual la Legionella puede aparecer rápidamente si funciona incorrectamente el sistema).

No utiliza productos químicos, por lo tanto es más respetuoso con el medio ambiente.

También comporta una reducción de consumo de agua, por lo tanto otra de las ventajas es una reducción de costes respecto a otros sistemas.

El sistema de purificación de agua por ionización de cobre-plata, reduce la aportación de productos químicos en torres de enfriamiento, agua caliente sanitaria (ACS) y en piscinas entre un 40% y un 90%.

• Argumentos en contra:

Los electrodos son susceptibles a la incrustación en aguas duras y deben ser limpiados regularmente para asegurarse el mejor funcionamiento, pudiendo presentar incompatibilidades con los tratamientos anti-incrustantes y anticorrosivos

Cuando se desinfecten aguas con alta turbidez se recomienda una filtración.

Los niveles de cobre y plata en agua pueden fluctuar. Niveles excesivos de iones pueden llevar al oscurecimiento y decoloración de las aguas y de la superficie de la porcelana.

Se deben monitorizar rutinariamente los niveles de iones.

El pH elevado (mayor o igual a 8.0) reduce la eficacia del tratamiento con iones de cobre-plata.

Tratamientos a largo plazo con iones de cobre-plata podría dar lugar, teóricamente, al desarrollo de resistencia a estos iones.

3.4 Descalcificadores no convencionales PWT

Los tratamientos físicos PWT (Phisical Water Treament) no reducen el valor de la dureza del agua, modificando solo la capacidad del carbonato cálcico a depositarse en el interior de las conducciones y elementos de la instalación.

El número de estudios científicos publicados sobre estos tratamientos es mucho menor que los dedicados a las otras tecnologías para la descalcificación del agua, en parte debido a los resultados contradictorios que se obtienen, frente a la claridad de las reacciones químicas que gobiernan el funcionamiento de los tratamientos tradicionales.

Igualmente los aparatos para tratamiento físico del agua han sido sometidos por diversos organismos y centros independientes a pruebas prácticas con resultados también contradictorios.

Desde el punto de vista de la protección de las aguas, el recurso de los campos electromagnéticos en lugar de los productos químicos, es una alternativa prometedora, siendo necesario, por consiguiente, proseguir con las investigaciones para disponer de un número mayor de datos que permitan esclarecer y comprender los fenómenos que se producen y su relación con las variables implicadas (alcalinidad, pH, dureza total, CO₂ y sólidos totales disueltos, conductividad, temperatura) así como la influencia que ejerce la velocidad, turbulencia y regularidad del flujo del agua.

3.4.1 Descalcificadores PWT sin alimentación eléctrica

Estos aparatos resultan particularmente atrayentes para los usuarios, gracias a la ausencia de conexiones eléctricas, presentar un costo de funcionamiento y de mantenimiento nulo y una fiabilidad mecánica extremadamente elevada gracias a la ausencia de partes móviles o de circuitos electrónicos, frente a unos resultados que no siempre cumplen las expectativas. Se basan en uno o varios imanes permanentes, convenientemente conformados que se fijan en la superficie de la tubería o se instalan en su interior, a la entrada de la red de suministro domiciliario, de manera que el agua que pasa por la unidad queda sometida a un campo magnético. Una fuerza (fuerza de Lorentz) es ejercida sobre cada ion, fuerza que es perpendicular tanto el campo magnético como a la dirección del movimiento y es proporcional a la velocidad del agua.

Figura 3.7 Descalcificador mediante imanes permanentes

• Argumentos a favor: mantenimiento nulo. Puede evitar las incrustaciones en las instalaciones.

• Argumentos en contra: la cal en el agua no es eliminada, no produciéndose ablandamiento. Resultados no garantizados.

• Riesgo sanitario: ninguno.

• Observaciones: puede tener éxito pendiendo de las características del agua y de la instalación.

3.4.1.1 Imanes permanentes

La comercialización de estos aparatos comienza después de la segunda Guerra Mundial, habiéndose desarrollado a partir de 1985 con la aparición de los potentes imanes de Neodimio y de Samario. Se instalan en Estados Unidos a partir de 1950 sobre todo para pequeños caudales de agua.

Al atravesar el agua el dispositivo, la acción del campo magnético modifica la agregación de los cristales de carbonato cálcico, sustancia polimorfa que cristaliza preferentemente bajo la forma de calcita, en el sistema hexagonal en forma romboédrica que favorece la estratificación y la formación de incrustaciones particularmente adherentes y duras, pasando a formar aragonito, que cristaliza en el sistema rómbico, presentándose en masas fibrosas que dificultan su agregación entre ellas y sobre las paredes de las conducciones. La suspensión o los sedimentos de estos cristales son fácilmente arrastrados, en el caso de las instalaciones abiertas, por el flujo de agua hacia el grifo o bien, en el caso de instalaciones de circuito cerrado, retenidos por filtros.

Los tipos de imanes más utilizados son:

• Alnico: Fabricados por fusión/sinterización. Son susceptibles de desmagnetización. Tienen la ventaja de poseer un buen precio, aunque no tienen mucha fuerza.

• Cerámicos o de Ferrita: Fabricados con óxido de hierro y óxido de Bario o Estroncio. Son resistentes a muchas sustancias químicas, como por ejemplo a los disolventes, lejías, y ácidos débiles.

• De Tierras Raras: Disponibles desde 1984. Son metálicos, con una fuerza de 6 a 10 veces superior a los materiales magnéticos tradicionales. Los de Neodimio-hierro-Boro (Nd₂Fe₁₄B) se recubren de níquel, los de Samario-Cobalto no requieren protección contra la oxidación.

3.4.2 Descalcificadores PWT con alimentación eléctrica

Un circuito electrónico produce una corriente eléctrica oscilante que por medio de los oportunos electrodos y/o solenoides, generan un campo electromagnético variable.

El costo de funcionamiento y mantenimiento es muy pequeño, gracias al reducido consumo eléctrico y a la elevada seguridad de funcionamiento de los modernos circuitos electrónicos transitorizados.

Según la hipótesis más difundida, estos aparatos permiten estabilizar el calcio. La explicación es que, bajo el efecto de un campo electromagnético inducido, se provoca la colisión de los iones Ca⁺⁺ y CO₃H^- presentes en las aguas incrustantes, formando microcristales de carbonato cálcico CaCO₃ que permanecen en suspensión en la vena de agua, comportándose como «gérmenes de cristalización» y fijando a otros iones aún libres. Estos gérmenes crecen durante su desplazamiento por la canalización, desapareciendo la tendencia a depositarse en las paredes de las tuberías ni en los aparatos.

Una vez el agua tratada, los iones Ca⁺⁺ y CO₃H^- se fijan preferentemente sobre los gérmenes de CaCO₃ generados por el dispositivo en lugar de formar nuevos cristales sobre las paredes de la canalización (donde los fenómenos electrolíticos pueden conducir a una elevación local del pH del agua volviéndola fuertemente incrustante). Las instalaciones son pues protegidas contra nuevos depósitos de cal incrustante, siendo vehiculados los microcristales a través de la instalación hacia los ramales de evacuación.

Por otra parte una desincrustación general de todas las paredes metálicas es inducida al deshacer la cal incrustada en las instalaciones que no habían sido protegidas. Esta acción es progresiva quedando sin embargo una fina capa protectora constituida por iones positivos naturalmente atraídos por las paredes metálicas (de carácter electronegativo). Este capa aisla y convierte en electropositivo la pared en contacto con el agua, contribuyendo a la longevidad de la instalación y limitando los efectos de la corrosión.

• Argumentos a favor: pueden evitar las incrustaciones en las instalaciones.

• Argumentos en contra: costes de instalación. La cal del agua no es eliminada, no produciéndose ablandamiento. Función descalcificadora no garantizada.

• Riesgo sanitario: ninguno.

• Observaciones: pueden tener éxito dependiendo de las características de la instalación y de las del agua.

Estos aparatos descalcificadores abarcan distintas variantes, algunas de ellas son:

3.4.2.1 Electromagnéticos (solenoides)

Consisten esencialmente en un solenoide rodeando la conducción para crear en su interior un campo electromagnético oscilante. El campo producido actúa sobre los iones cargados, incrementando el número de colisiones, produciéndose la nucleación de precipitados de partículas coloidales. Sus características son similares a los de imanes permanentes, pero creando un campo magnético más fuerte y una vida más larga.

Figura 3.8 Efecto del campo magnético de un solenoide

3.4.2.2 Electrónicos

El Dr. Young Cho de la Drexel University de Philadelphia desarrolló esta tecnología, El dispositivo electrónico aplica la D.D.M.F (Dynamic Distortion of Molecular Forces), emitiendo una señal de frecuencia modulada que modifica las características de cristalización del carbonato cálcico, desestabilizando los gérmenes e impidiendo formar incrustaciones.

3.4.2.3 Electrolíticos

Una pequeña corriente eléctrica que pasa por el agua cambia la estructura molecular de la incrustación moldeando los cristales, impidiéndoles constituir una capa. El calcio, el magnesio y otras sales minerales en disolución son en parte ionizados y por lo tanto sometidos a las influencias de la energía electromagnética.

Figura 3.9 Esquema de descalcificador electrónico

3.4.2.4 Electrostáticos

La tecnología comenzó a desarrollarse a principios de 1957 cuando el ingeniero americano Roy McMahon comenzó a experimentar con los dispositivos electrostáticos para el tratamiento del agua. Se basa en fuerte un campo eléctrico entre dos electrodos dispuestos de forma similar a un condensador. El campo fuerte aplicado muy enfocado causa el movimiento de los iones cargados, cambiando su velocidad e incrementado su energía cinética, con lo que aumenta la frecuencia de las colisiones entre cationes de Calcio Ca⁺⁺ y aniones bicarbonato (CO₃H^-), creándose las condiciones favorables para la nucleación y la formación de partículas coloidales estables.

Los sistemas de tratamiento electrostático son capaces de manejar flujos altos e inestables de agua, admitiendo un amplio espectro de aplicaciones.

Figura 3.10 Componentes de un descalcificador electrostático