1. Avances en procesos de
tratamiento de aguas para su
potabilización
María Virginia Najul
Facultad de Ingeniería
Universidad Central de Venezuela
I Jornada de Laboratorios Ambientales
Evaluación, Manejo y mejoramiento de la Calidad del Agua
Universidad Metropolitana
Septiembre 2012

2. En términos generales…
Insumos
Agua Cruda
TPA Agua Potable
…equivalente a cualquier
Desechos
proceso industrial

3. AGUA POTABLE SALUD
Agua en el campo
Agua en la ciudad

4. Técnicas Avanzadas
Técnicas Sencillas

5. ¡IMPORTANTE TOMAR EN
CUENTA LOS
CONSTITUYENTES DEL
AGUA CRUDA Y LOS
REQUERIMIENTOS DEL
AGUA TRATADA!!
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable
G.O. N° 36.395, 13 de febrero de 1998

6. OBJETIVOS
Agua segura desde el
punto de vista de la
salud
• Salud
• Estabilidad
Agua estable, tratando
de prever los posibles
cambios en el sistema
de distribución
• Costos
Agua a un costo
razonable, sin
menoscabo de su
calidad

7. Libre de patógenos
Libre de tóxicos
Segura
para la Estéticamente agradable
Salud

8. Estable Química
ante
posibles
cambios Bacteriológica
en el
sistema

9. Inversión inicial
Costos
razonables
sin
desmejora Operación y mantenimiento
de su
calidad

10. ¿Cómo es una planta potabilizadora?
¿Qué unidades la constituyen?

11. Distribución del Tamaño de Partículas
Selección de Unidades de Tratamiento
ÁTOMOS Y MOLÉCULAS COLOIDES PARTÍCULAS SUSPENDIDAS
(Sólidos Disueltos)
Algas y Protozoarios
Ácidos Húmicos Virus
Bacterias
Iones y Fúlvicos Arenas
Arcillas
Precipitación Coagulación Floculación
- Sedimentación
Química, Filtración...
.....................
Adsorción, etc
10 - 3 µ 1 µ 10 3 µ

12. Como guía para identificar las nuevas tendencias, partimos del
esquema convencional de tratamiento para potabilización de
aguas...
Fuente Mezcla Mezcla
Rápida Lenta
Coagulación-Floculación Sedimentación
Variantes: f(calidad del agua cruda)
A la red
Estabilización Desinfección Filtración
Química

13. En un sistema convencional, independientemente de su
configuración, fundamentalmente se remueven sólidos
suspendidos y coloidales productores de turbiedad y
microorganismos patógenos

14. Los objetivos se mantienen en el tiempo, pero:
• La identificación de nuevos constituyentes que
pueden ser patógenos o tóxicos
• El mejoramiento de las técnicas de detección
• La mayor exigencia de las comunidades
…motivan la investigación y adaptación de nuevas
técnicas para su remoción

15. Ni tan
nuevas!!!
¡¡ Nuevas Tendencias !!
• Reducir la turbiedad a valores
inferiores a 1 UNT
• Evitar la formación de subproductos
de la desinfección
• Evitar la presencia de toxinas
procedentes de algas y otros
microorganismos
• ...

16. Proceso de Coagulación-Floculación
Nuevos diseños y ajuste en • Incide en la remoción de
los parámetros de operación microorganismos patógenos
para alcanzar turbiedades resistentes al proceso de
menores a 1 UNT desinfección (quistes de giardias,
oocystos de cryptosporidium, etc.)
Utilización de nuevas • Promueve mayor reducción de
sustancias químicas turbiedad, de materia orgánica y
(coagulantes prehidrolizados otros precursores de subproductos
o poliméricos – PACl) de la desinfección – Coagulación
Alerta!!! Certificación de mejorada
calidad de los productos • Menor producción de lodos
• Optimiza la dosificación de
Adaptación de ensayos de
sustancias químicas – Reducción
rutina tradicionales a las
de su consumo
condiciones reales de la planta
• Menor producción de lodos

17. Proceso de Sedimentación
Atención al
comportamiento hidráulico • Incide de manera determinante en
de las unidades de la eficiencia de la unidad
sedimentación – uso de
ensayos de trazadores
Uso de la flotación: inyección • Opción para remoción de algas en
de aire disuelto (DAF) – aguas procedentes de embalses,
ajuste en los tipos y dosis con baja turbiedad (crecimientos
de coagulantes explosivos de algas)
• Compatibilidad ambiental de las
Manejo y disposición de lodos
plantas potabilizadoras

18. Proceso de Filtración
• Incide en la remoción de
Mejora de los sistemas de microorganismos resistentes a la
lavado en filtros convencionales desinfección
(más eficientes, menor • Incrementa la carrera de filtración
consumo de agua y • Compatibilidad ambiental de las
recirculación del agua de plantas potabilizadoras. Alerta!!!
lavado) Reciclaje de quistes y otros
microorganismos, incremento
de Fe y Mn
• Para la remoción de sustancias
Uso de Carbón Activado productoras de olor, sabor y color
Granular (CAG) – remoción de en el agua. Alerta!!! proliferación
MON de bacterias y deterioro ante el
uso del cloro
Implementación de filtros no • Remoción de microorganismos
convencionales, con sistemas resistentes a la desinfección
de autolavado (más eficientes • Compatibilidad ambiental de las
y menor consumo de agua) plantas potabilizadoras.

19. Proceso de Filtración
• Aplicable en pequeños sistemas
Retorno al uso de filtración lenta • Mayor eficiencia en remoción de
turbiedad y microorganismos
resistentes a la desinfección
Uso de Membranas:
• Osmosis inversa • Para la remoción de sales y otros
contaminantes
• Electrodiálisis • Desmineralización y ablandamiento
• Ultrafiltración • Remoción de turbiedad y
organismos patógenos
• Microfiltración
• Remoción de partículas
• Nanofiltración
• Ablandamiento, remoción de MON
Alta capacidad de remoción, y otros precursores de los
relativo bajo costo. Alerta!!! subproductos de la desinfección
Deterioro de las membranas

20. Proceso de Desinfección
Remoción de precursores • Depende de los procesos previos
• Balance entre ventajas y
Uso de otros desinfectantes
limitaciones…Efecto residual
• Difícil remoción por procesos físico-
químicos convencionales
Remoción de los subproductos
de la desinfección • Aireación
• Adsorción con CAG
• Filtración biológica

21. Proceso de Desinfección
Riesgo vs. adición de cloro
Riesgo toxicológico
Riesgo
Riesgo microbiológico
Adición de Cloro

22.  Para garantizar la calidad del producto:
 Requiere un permanente monitoreo
 Adaptación a nuevos sistemas
 Altos costos para garantizar un monitoreo
confiable

23. ...y el agua que ya fue
Todo este esfuerzo es “post distribuida ???
mortem”, orientado bajo un
enfoque correctivo…
Agua no potable
…al conocer los resultados del
monitoreo, eventualmente se re-capta??,
pero… mucho litros han sido consumidos
por la población… (Milwaukee,,,)

24. ...incrementar esfuerzos para
mejorar el proceso productivo
visto de manera integral
La propuesta se orienta hacia un
enfoque preventivo de la gestión, vista
de manera integral, considerando el
sistema como un todo…

25. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

26. Consideraciones de cada componente
para el logro de los objetivos

27. Y es aquí donde realmente se
presentan avances…
Definida la TRAZABILIDAD como la posibilidad
de realizar el seguimiento del movimiento del
agua a través de las etapas de su producción,
transformación y distribución
Se propone…
…ella sea utilizada como herramienta de
gestión integral en sistemas de
abastecimiento de agua potable.

28. En la industria de los alimentos, a raíz
del episodio de las “vacas locas”…
Reglamento 178/2002 de la Comunidad Europea:
“Trazabilidad es la posibilidad de encontrar y seguir el
rastro a través de todas las etapas de producción,
transformación y distribución de un alimento, un pienso,
un animal destinado a la producción de alimentos o una
sustancia destinada a ser incorporada en los alimentos,
piensos o con probabilidad de serlo”
Sistema por el cual se puede recuperar la
historia del alimento, su utilización y localización
por medio de códigos registrados

29. TRAZABILIDAD DESCENDENTE
TRAZABILIDAD ASCENDENTE
Fuente de Abastecimiento
Proceso de
Materia Prima Distribución
Agua Cruda Potabilización
BASE DE DATOS
SISTEMA DE INFORMACIÓN
TRAZABILIDAD

30. Para ello se requiere la identificación de las
variables (indicadores de calidad) cuyos valores
deben ser registrados a lo largo del proceso
para asegurar su rastreo, posibilidad de
seguimiento y control
Desde 2004, la OMS avala el uso de la
metodología HACCP (Hazard Analysis and
Critical Control Point - Análisis de Peligros y
Puntos Críticos de Control), referido a la
sistematización, evaluación detallada y
priorización de los peligros, además de un
monitoreo operacional a través de las múltiples
barreras o medidas de control

31. También, en los últimos años fueron elaboradas las
Normas de la serie ISO 24500, de adscripción voluntaria…
ISO 24512 Guías para el manejo de los sistemas de
abastecimiento de agua potable y de la prestación del
servicio
Estas normas Incluyen HACCP como metodología para
identificación de puntos críticos

32. Igual que en el mundo de los alimentos, el paso
previo a la implantación de un sistema HACCP
es el cumplimiento de las Buenas Prácticas de
Fabricación (BPF)
BPF: principios básicos que incluyen desde las
condiciones higiénicas de la edificación e
instalaciones, hasta la educación y capacitación
del personal
BPF “cultura” HACCP

33. En la Facultad de Ingeniería – UCV
venimos trabajando en las
estrategias para la implantación de
las BPF y uso de la trazabilidad
como herramienta de gestión en las
plantas potabilizadoras del país, en
el marco de la mejora continua.
Entre los productos obtenidos está la propuesta de
variables “no convencionales” para realizar el registro,
seguimiento y control en los componentes del sistema
de abastecimiento de agua potable

34. VARIABLES A CONSIDERAR EN
LA CALIDAD DE LA FUENTE

35. ... varían las características ?
... es temporal ?
... hay mayor desarrollo en la Cuenca ?
... varían los niveles y caudales ?
... por qué ?
Además de la realización de análisis para determinar
los parámetros de calidad, la supervisión y
seguimiento mediante el uso de fotografías aéreas,
imágenes de satélite, inspecciones visuales, censos
agrícolas, inventario de actividades, información
hidrometeorológica, etc.

36. Fuente de Abastecimiento
MONITOREO vs. PROTECCIÓN DE LA CUENCA
Mayor inversión en Mayor inversión en
monitoreo de la calidad monitoreo y protección
del agua de la cuenca
Detección tardía de Alerta temprana…
problemas…medidas posibilidades de tomar
correctivas…costos elevados medidas preventivas

37. VARIABLES A CONSIDERAR EN
LA PLANTA DE TRATAMIENTO

38. INSUMOS
... qué sustancias químicas se están utilizando ?
... son las más adecuadas ? ... hay otras ?
... cómo es la calidad de las sustancias ?
... cómo es la producción de lodos ?
... agregan otros constituyentes al agua potable ?
... y los costos ?
... consumo de energía vs. producción ?
... es adecuado con los valores de referencia ?
... se mide el consumo en cada equipo?
... es el esperado ?
... existen diferencias significativas ?
... y los costos ?

39. DESCARGAS
... cuánto representan de la producción ?
... cuál es su origen ?
... es mucha cantidad ?
... se pueden minimizar ?
... cómo se pueden manejar ?
... hay posibilidades de recuperación ?
... y los costos ?
…compatibilidad ambiental!!!

40. Turbiedad
Coliformes totales
de Entrada
Condiciones
Consumo de sustancias
químicas
Consumo de energía
C-F-S
Producción de lodos
Proceso
Turbiedad residual
Consumo de agua de
lavado
Consumo de energía
F
Tasa de filtración
Proceso
PLANTA DE TRATAMIENTO
Turbiedad residual
VARIABLES A CONSIDERAR EN LA
Consumo de
desinfectante
D
Consumo de energía
Proceso
Coliformes totales

42. VARIABLES A CONSIDERAR EN LA
RED DE DISTRIBUCIÓN
Mantenimiento de las
condiciones Satisfacción del
adecuadas de usuario
suministro
Calidad Continuidad Eficiencia Nº de
quejas
no contabilizada
Nº interrupciones
pH
Cloro residual
Variaciones de
% de agua
Calidad Continuidad Eficiencia
presión

43. Comentario Final
Existen importantes avances en el diseño de unidades de tratamiento
cada vez más eficientes. Algunos procesos de uso común en la
industria, han sido adaptadas para remover constituyentes
indeseables en el agua potable…
También están disponibles sustancias químicas de diversa índole,
capaces de acondicionar el agua para que cumpla con los requisitos
exigidos en la normativa para ser considerada como potable…
Sin embargo, hasta ahora, las estrategias preventivas: protección de
las fuentes de abastecimiento, control de la calidad de las sustancias
químicas, registro, seguimiento y control de las características a lo
largo de todo el proceso de potabilización y la distribución, reduce
significativamente los riesgos, de manera sustentable.
Lo que constituye el verdadero avance es el cambio de “cultura” de
gestión bajo un enfoque preventivo y considerando el sistema de
manera integral: Fuente de abastecimiento, planta potabilizadora y
red de distribución.