Snowball Team - Potabilizar Agua de Mar

Introducción

Todos los valores estándar de las guías o normas de agua potable dan énfasis a los valores máximos deseables o permisibles, omitiendo los valores mínimos de los elementos químicos requeridos para la nutrición y la conservación de la salud de los usuarios. Por medio de investigaciones en búsquedas bibliográficas, se ha procurado conocer esos niveles mínimos y se ha analizado hasta dónde la destilación solar remueve esos elementos. Con base en los resultados de la análisis de laboratorio se comprobó que el agua destilada, obtenida por destilación solar, carecía de sales, y se sugirió la reposición de esas sales hasta alcanzar el limite mínimo aceptable a las condiciones fisiológicas del hombre. Este tema resulta sumamente importante si se considera la escasez de agua potable en las regiones áridas y semiáridas del Continentes.El desarrollo experimental de esta investigación se realizó en la instalación piloto de desalinización, instalada por la Universidad Católica del Paraná, en una isla del litoral paranaense, con el objetivo de abastecer agua a una comunidad de pescadores.

Planta piloto

Las aguas destiladas y de lluvia, se recogen en unidades, instaladas por medio de un convenio entre la Universidad Católica del Paraná (UPC), y la Secretaría de Administración del Estado de Paraná. La ejecución del proyecto, implantación y mantenimiento quedó bajo la responsabilidad del ISAM - Instituto de Saneamiento Ambiental de la UCP. Debido a las grandes dificultades encontradas para proporcionar agua potable a la comunidad de Tibicanga, se decidió la instalación de destiladores en el Municipio de Guaraqueçaba, situado en el litoral del Estado de Paraná. Los destiladores que se instalaron, se pueden clasificar como convencionales, y están compuestos por un receptáculo en donde se pone el agua que se va a destilar, hasta una altura de 3 cm. Este receptáculo está totalmente cubierto por una tapa transparente de vidrio. La radiación solar hace que el agua se caliente y evapore. El vapor de agua, al contacto con el vidrio, se condensa y escurre por éste hacia una canaleta de recolección. En épocas de lluvia, el agua de la precipitación pluvial recogida en los módulos de destilación, también es utilizada mezclada con el agua destilada. Las aguas destiladas y de lluvia se almacenan en tanques apropiados, instalados junto a los módulos de destilación. La producción promedio de agua destilada, considerando tanto el agua destilada como de lluvia, es de 5 l/m2 x día (ISAM, 1981). El proyecto prevé proporcionar a la población que carece de agua, 12 l/hab x día, considerando agua destilada más agua de lluvia. La planta piloto está constituida por 16 (dieciséis) módulos de destilación, totalizando 160.0 m2.

FECHA DE RECOLECCION			13/12/83	28/02/84	20/03/84	01/08/84	28/09/84
No. DE MUESTRA		1	2	3	4	5	6
CONDICIONES DEL TIEMPO		LLP	BT	LL	BT	BT	BT
1. Calcio	Ca	1.60	1.20	1.60	1.08	1.60	1.50
2. Magnesio	Mg	0.97	0.29	0.01	1.04	0.65	0.25
3. Potasio	K	0.50	0.10	0.25	0.35	0.48	0.67
4. Sodio	Na	3.45	0.65	1.80	5.40	0.28	1.42
5. Cloruro	Cl	1.00	1.00	1.00	1.00	0.60	1.00
6. Bromuro	Br	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
7. Fluoruro	F	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
8. Dureza	.	8.00	4.00	4.00	7.00	1.30	2.70
9. Alcalinidad		4.00	3.00	4.00	7.00	10.00	4.00
10 Salinidad		32.00	32.00	30.00	40.00	39.00	39.90
11 Oxígeno Disuel		5.30	5.00	6.60	7.00	(*) 10.40	5.40
12. pH		6.00	5.00	5.00	5.00	6.00	5.00
13. Temperatura		35.00	44.00	30.00	30.00	27.00	36.00

Calidad del agua destilada
La utilización de agua de mar, como un aporte para la vida de plantas y animales, despertó interés hace muchos años en conexión con su uso de navíos (HOWE, 1954), particularmente en las regiones costeras áridas o semiáridas.

El uso del agua de mar fue mucho más difundido en navíos que en la Tierra, ya que en éstos era difícil encontrar otras fuentes de aprovisionamiento de agua. La historia registra que en 1593 (HOWE, 1959), Sir Richard Hawkins habría utilizado un destilador solar para obtener agua potable del agua de mar, como fuente de abastecimiento durante sus viajes por los mares del sur.

Diversos autores que han registrado información sobre el uso de aguas salobres o agua de mar, confirman la importancia de la evolución de la tecnología en el proceso de desalinización del agua. En Chile, hace 90 años se consumía agua potable producida por la evaporación solar del agua de un pozo salino (SORIA, 1965). Del 3 al 9 de octubre de 1965 se realizó en Washington el primer simposio Internacional de Desalinización del agua. Participaron en él más de más de 60 países, habiéndose presentado más de 100 artículos técnicos. La conversión del agua salobre en agua potable se obtiene a través de dos procesos básicos: separación de una parte del agua, de las sales disueltas; y remoción de las sales disueltas, del agua salina. El proceso más recomendado para el agua de mar, es el de separación de una parte del agua, de las sales disueltas. El consumo de energía se estima de 2.B KWh para producir 3,780 litros de agua destilada (DORIA, 1965).

Los valores estándar de potabilidad del agua, tanto internacional como nacional, se han obtenido en base al conjunto de valores máximos permisibles de las características del agua. La aplicación de estos valores se adecua al control de calidad de las aguas que provienen de fuentes convencionales. Para las aguas que se obtienen por medio de la desalinización, estos valores deben ser revisados y ajustados a esta situación en particular. Fue propósito de este trabajo observar también los límites mínimos de las sales, con base en los valores fisiológicos y en la retención de las propiedades del agua; es decir, en la estabilidad de su calidad. Los niveles totales de sales están siendo investigados a nivel mundial, principalmente aquellos niveles que son responsables por la dureza del agua. Se trata de identificar, a través de estudios, la correlación que existe entre la dureza del agua y la mortalidad por causa de enfermedades cardiovasculares.

De acuerdo con las normas válidas para todo el territorio de Brasil, los sistemas públicos de abastecimiento de agua garantizan su potabilidad. En este país, la Resolución No. 56/Bsb, del 14 de marzo de 1977, estableció los valores máximos deseables y permisibles de las características químicas, físicas y bacteriológicas del agua potable. Diversos sistemas, que tienen la función de fuente productora (superficial o subterránea: lagos, ríos, represas, acuíferos freáticos y acíferos artesiano), tienen características químicas que pueden estar por debajo de los límites máximos recomendados. Las aguas que pasan por un proceso de tratamiento para alcanzar los niveles permisibles para su potabilidad, pueden también, al final de dicho proceso, presentar concentraciones por debajo de los límites recomendados.

El agua del mar está sujeta a su no aceptación en los sistemas de abastecimiento de agua debido tanto a su sabor como a sus efectos fisiológicos (SMITH, 1955). El "U.S. Public Health Service Drinking Water Standards, 1946´´ especifica que los sólidos totales generalmente no pueden exceder los 500 mg/l, pero admite hasta 1,000 mg/l. En las regiones áridas, algunas veces se considera satisfactorio 2,500 mg/l; y en algunas aguas potables del suroeste de los Estados Unidos se ha encontrado 4,000 mg/l. El agua de mar tratada, con concentraciones de 500 mg/l, es relativamente tóxica, y su uso continuo es perjudicial para la salud humana. Personas ya acostumbradas pueden consumir de 2,500 a 3,000 mg/l, siempre y cuando tomen las precauciones del caso para la eliminación de ciertos componentes tóxicos como el bario y el boro. Los valores máximos deseables y permisibles de los sólidos totales disueltos, encontrados en las normas brasileñas, son de 500 y 1,000 mg/l, respectivamente.

Conclusiones y recomendaciones
La necesidad de agua, en cantidad suficiente y calidad adecuada, ha servido para orientar al hombre a escoger el lugar de su asentamiento urbano.

Los consumos de agua, para satisfacer sus diversos usos en la vivienda, comercio e industria aumentaron con el decorrer del tiempo, como consecuencia de las mejoras de las condiciones sanitarias y su mayor uso en los procesos industriales. En las regiones en donde existe agua en abundancia, tales hechos provocan únicamente la necesidad de mayores inversiones para la ampliación de sistemas de abastecimiento; sin embargo, en las regiones que carecen de recursos hídricos o en aquellas que tienen sus manantiales comprometidos por mal uso del suelo (deforestación y/o contaminación), la situación tiende a gravarse cada vez más, requiriendo de soluciones urgentes para el control y la recuperación de los mismos.

Lamentablemente, son extensas las regiones que se encuentran en tal situación que aún el agua necesaria para satisfacer las condiciones básicas de supervivencia no se encuentra disponible, y cuando ésta existe, su calidad química no satisface los requisitos básicos y potabilidad. Se hace notar que el uso de unidades desalinizadoras es una solución sí, pero es una solución costosa. Se ha comprobado a través de resultados de análisis (Ver Tablas 1 y 2); que el proceso de destilación solar reduce excesivamente el tenor de sales en el agua, hecho éste que hace resaltar la importancia del presente estudio, inédito aún en Brasil, realzando los objetivos establecidos, los cuales se alcanzaron plenamente, permitiendo que se puedan hacer las siguientes observaciones:

(1) En cuanto a la calidad del agua destilada y de lluvia, resulta evidente la necesidad de corregir el contenido de sal, ya que en ambas se ha encontrado una baja concentración de la misma. Se debe evaluar la forma de corregir el contenido de sal, teniendo en cuenta las situaciones que se mencionan a continuación, inherentes a las condiciones locales de la región en donde se va a implantar el sistema de destilación: Calidad del agua salobre: teniendo en mente la mezcal proporcional de ésta con el agua a ser distribuida a la población, Dieta alimenticia de la población servida: considerando la carencia de sales en su dieta alimenticia; Condiciones socioeconómicas: disponibilidad de recursos financieros para la operación y mantenimiento del sistema.

(2) La corrección del contenido de sal por el método de las conchas de ostras, es una solución que viene siendo utilizada con mucho éxito en otras instalaciones similares, tal como aparece en la literatura consultada. Se recomienda, por los resultados de experiencias en laboratorios, que las conchas de las ostras previamente calcinadas y molidas.

(3) Debido a una particular dificultad enfrentada para obtener algunos productos químicos necesarios para el análisis de yoduros, no se consideró en este estudio este importante elemento; sin embargo, de acuerdo a informaciones proporcionadas por especialistas del área de química, su contenido es semejante a los contenidos de bromuros y floruros. Admitiendo esta correlación, se infiere por la carencia de éste en el agua destilada.

(4) Para la corrección del contenido de sales por el método de mezcla proporcional de agua salobre, es necesario hacer un análisis minucioso de la calidad química del agua salobre, verificando, además de su salinidad, las posibles concentraciones de elementos tóxicos.

(5) Es conveniente que el Ministerio de Salud determine las concentraciones mínimas de sales indispensables para la salud de las poblaciones y las incluya en los valores guía de potabilidad del agua.

Se concluye, por consiguiente, que el contenido de sal en el agua destilada y de lluvia es muy reducido, y que la diferencia en la calidad química de estas aguas dependen solo del origen del agua salobre y de la posible permanencia de elementos tóxicos después de su destilación.

ELEMENTO		UNIDADES	AGUA DE MAR	AGUA DESTILADA	AGUA DE LLUVIA
1. Calcio	Ca	mg/l	272.23	1.43	2.21
2. Magnesio	Mg	mg/l	1,044.86	0.54	0.83
3. Potasio	K	mg/l	352.97	0.39	0.36
4. Sodio	Na	mg/l	8,347.31	2.17	2.46
5. Cloruro	Cl	mg/l	11,712.13	0.93	4.40
6. Bromuro	Br	mg/l	26.73	0.00	2.70
7. Fluoruro	F	mg/l	0.85	0.00	0.00
8. Dureza	mg/l/	CaCO3	4,982.53	4.50	8.36
9. Alcalinidad	mg/l/	CaCO3	65.33	5.33	5.00
10. Salinidad		mg/l	25,150.67	35.48	40.93
11. Oxígeno Disuelto		mg/l	5.53	5.86	8.47
12. pH		-	6.60	5.33	5.00
13. Temperatura		°C	24.43	33.67	19.85

OBS.: (*) No se considero este resultado
RESULTADOS EN:	CONDICIONES DEL TIEMPO
1 a 7-mg/l 8 a 9-mg/l/CaCo3 10 a 11-mg/l 12 - pH 13 - °C tiempo	LL. - Lluvioso NU - Nublado LLP - Lluvia en período anterior BT - Buen tiempo