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Desinfección del agua, parte 2: Tratamiento previo del agua antes de la desinfección

Jueves, 7 de septiembre de 2023 | Lance Lawson

Siempre se considera a la calidad del agua desde el punto de vista de las propiedades químicas, tales como alcalinidad, elementos minerales, pH, etc. Esta información es importante para determinar los índices de inyección de ácido y para seleccionar los fertilizantes que funcionen mejor para una fuente de agua específica, pero hay más para regar que solo propiedades químicas. El agua posee sólidos en suspensión, tales como arena y tierra y, si se recicla el agua, esta puede contener turba de musgo y sustrato. El agua también posee un componente biológico que contiene varios tipos de bacterias, hongos, algas y otros organismos. La mayoría de estos microorganismos son benignos o, en algunos casos, benéficos para las plantas, sin embargo, algunos pueden ser agentes patógenos para las plantas, tales como el Pythium. Por lo tanto, puede ser necesario desinfectar el agua de riego para eliminar los agentes patógenos de enfermedades radiculares, en especial con el agua reciclada y el agua de estanques, ríos y lagos.

Antes de poder desinfectar el agua, se deben considerar los sólidos totales en suspensión, la química del agua y la carga biológica presentes en la misma. Esto afecta la eficacia de los desinfectantes y de los sistemas de desinfección; por lo tanto, puede que una fuente de agua necesite un tratamiento previo para ajustar estas propiedades y así lograr que un sistema de desinfección del agua tenga el máximo impacto sobre los agentes patógenos transmitidos por el agua.

Sólidos totales en suspensión

Los sólidos totales en suspensión son las partículas sólidas que flotan en la fuente de agua. El tipo de sólido y la cantidad dependen de dónde proviene la fuente de agua. Las fuentes de agua de pozo y de los municipios están relativamente limpias y contienen un bajo porcentaje de sólidos totales suspendidos, los cuales provienen mayoritariamente de la arena y la tierra. A menudo están lo suficientemente limpias y no necesitan pasar por un filtro para eliminar los sólidos. En general, el agua de estanques, ríos y lagos contienen arena, plantas en descomposición, materia de origen animal, algas y microorganismos, lo que significa un porcentaje más alto de sólidos totales en suspensión y una mayor necesidad de filtración. No obstante, el agua reciclada que se almacena en depósitos bajo tierra o estanques generalmente contiene el mayor porcentaje de sólidos totales en suspensión provenientes de sustratos, turba de musgo, algas, microorganismos y probablemente un poco de arena y tierra.

Los sólidos totales en suspensión son partículas que flotan en el agua y pueden variar según la fuente de agua. Fuente: www.watermag.ro/blog

Es importante saber la cantidad de sólidos totales en suspensión en el agua ya que los niveles altos pueden obstruir los emisores, microtubos y el equipo más rápidamente. Además, los sólidos totales en suspensión agotarán los desinfectantes que se usen en el agua y, por lo tanto, estos últimos serán menos efectivos para eliminar los agentes patógenos. Para compensar esto, es necesario aumentar la cantidad de aplicación de desinfectantes o filtrar el agua antes de desinfectarla. La proporción de sólidos totales en suspensión deber ser menor a la proporción máxima en el agua recomendada por la Agencia de Protección Ambiental (EPA, Environmental Protection Agency) de 20 mg/L.

Los sólidos en suspensión enturbian el agua, esto reduce la claridad y la transmisión de la luz. Esto supone un problema si el agua se desinfecta con radiación ultravioleta. Si la radiación no alcanza algunas secciones del agua, no será desinfectada. Como pauta para usar la radiación ultravioleta en la desinfección del agua, el agua debe tener una tasa de transmisión de radiación ultravioleta de un 75 % o mayor.

Propiedades químicas

Las propiedades químicas que influyen en la eficacia de algunos sistemas de desinfección del agua son el pH y las sales solubles. Idealmente el pH del agua debe ser menor que 7,5 ya que puede reducir la actividad del cloro generada por los inyectores de cloro y la solubilidad del cobre de las unidades de ionización del cobre. El agua con pH mayor que 7,5 necesitará inyecciones de niveles más altos de cloro y cobre para compensar el bloqueo debido al alto pH del agua. Una solución mejor es inyectar ácido al agua para reducir el pH a 7 o menos, para que haya menos bloqueo. Incluso las fuentes de agua con alcalinidad muy baja (< 50 ppm CaCO₃) pueden tener un pH sobre 7,5 y sí, las inyecciones de ácido aún son necesarias para reducir el pH del agua si se usan generadores de cloro o unidades de ionización de cobre.

La cantidad de sales solubles en el agua también influye en la efectividad de la ionización del cobre. Si la conductividad eléctrica (CE) del agua es inferior a 0,2 a 0,3 mmhos/cm, un sistema de ionización de cobre genera muy pocos iones de cobre a los que adherirse para eliminar agentes patógenos, algas y otros microorganismos. Si la fuente de agua experimenta descensos de CE hasta niveles menores que 0,2 a 0,3 mmhos/cm, es necesario encontrar sistemas que se adecuen a estos descensos o considere usar placas de ionización con superficies más grandes. También se debe tener en cuenta que la fluctuación de la CE del agua afecta la obtención de cobre. Entre más fluctúe la CE del agua, más irregular será la entrega de cobre.

Si hay una gran cantidad de sales solubles en el agua (> 1,0 mmhos/cm), estas agotan los oxidantes como el cloro, peroxígeno activado, ozono, etc., y los vuelve ineficaces. Por lo tanto, es necesario utilizar mayores tasas de aplicación de oxidantes para desinfectar el agua con eficacia.

Propiedades biológicas

El agua contiene bacterias, algas y hongos. No es sorprendente, esta carga microbiana es muy alta en agua reciclada y en el agua que proviene de estanques, ríos y lagos. Las fuentes de agua de pozo y de los municipios contienen menores cargas microbianas. Si el agua contiene una alta carga microbiana, esto puede provocar un rápido desarrollo de biopelículas en tuberías de agua, microtubos y emisores, las cuales pueden producir obstrucción. Las biopelículas también funcionan como “depósitos” para algas y otros microorganismos que pueden poblar rápidamente las paredes y pisos de invernaderos y la superficie del sustrato.

Para determinar las propiedades biológicas del agua, se debe obtener el recuento de bacterias aerobias. Lo mejor es que haya menos de 10.000 unidades formadoras de colonias por milímetro de agua. Aunque no todos los microorganismos presentes en el agua son bacterias aerobias, es común que su población refleje la población de otros microorganismos en el agua. Es por esto que si el recuento de bacterias aerobias es alto, también lo será la población de otros microorganismos presentes en el agua.

La biopelícula dentro de las tuberías contribuye en la carga biológica en una fuente de agua. Esta película se debe eliminar para aumentar la eficacia de los desinfectantes del agua. Source: www.merusonline.com/biofouling-refinery

Según lo indicado, la mayoría de los microorganismos en el agua son inofensivos o beneficiosos, pero algunos pueden ser agentes patógenos. La desinfección del agua para eliminar los agentes patógenos también destruirá todos los otros microorganismos presentes en el agua. Si la carga microbiana en el agua es alta, será necesario utilizar más desinfectantes para compensar. Por ejemplo, cuando se desinfecta con cloro, la mayoría de los fitopatólogos consideran que una proporción de 2 ppm de cloro libre en el agua eliminará los agentes Pythium y Phytophthora. Para lograr 2 ppm de cloro libre en el agua, se debe añadir más cloro para eliminar los microorganismos presentes en el agua y se debe considerar la pérdida por los sólidos orgánicos que flotan en el agua y el posible pH alto del agua.

La conclusión final es que para poder desinfectar el agua, a menudo es necesario limpiarla previamente, según el método de desinfección. El primer paso para la mayoría de los sistemas de desinfección, según sea necesario, es reducir los sólidos disueltos totales por medio de la filtración del agua. Debe medir los sólidos disueltos totales y, en caso de usar radiación ultravioleta para limpiar el agua, también debe verificar la transmisión de radiación ultravioleta a través del agua. Si esto no es suficiente, es necesario filtrar más. Luego, verifique el pH del agua, lo mejor es que sea inferior a 7,5. Finalmente, si el agua contiene una población microbiana alta, tal vez necesite aplicar un tratamiento de “shock” al sistema de riego para eliminar la biopelícula que se pudo acumular. Esto ayudará a reducir la población microbiana general.

En el siguiente y último artículo sobre la desinfección del agua, analizaremos las ventajas y desventajas de cada sistema de desinfección del agua y entregaremos sugerencias sobre cuál funciona mejor con su sistema. Tenga presente que no todos los sistemas de desinfección del agua funcionan para cada situación de cada horticultor.

Fuentes:

• Meador, D.P. y P.R. Fisher. 2011. Ready Research Results: How dirty is your water? (Resultados finales de la investigación: ¿Qué tan sucia está el agua?). Greenhouse Grower, enero de 2011:62-63.
• C.C. Powell. 2001. Are Your Plants Drinking Dirty Water? (¿Beben agua sucia sus plantas?). Grower Talks 79(7)
• Wick, R.L., P.R. Fisher, y P.F. Harmon. 2011. Biology of waterborne pathogens (Biología de agentes patógenos transmitidos por el agua). Boletín de OFA. Marzo y abril de 2011 14-16

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Jose Chen Lopez Es especialista en horticultura México y el sur oeste de los Estados Unidos