Introducción
El acceso a agua potable segura es fundamental para la salud y el bienestar de cualquier hogar. Sin embargo, en muchas regiones, el agua subterránea puede estar contaminada con arsénico, un elemento tóxico que, en concentraciones elevadas, puede provocar enfermedades graves. Ante la falta de respuesta estatal, es crucial implementar sistemas de filtración efectivos en el hogar. Este manual detalla las afectaciones del arsénico y cómo construir un sistema completo de purificación del agua, desde la oxidación hasta la ósmosis inversa.
1. Comprendiendo el Arsénico en el Agua 🧪
Para diseñar un sistema de filtración eficiente, es fundamental conocer las diferentes formas en las que el arsénico puede estar presente en el agua. Dependiendo de su estado químico, la efectividad de los métodos de eliminación varía, por lo que identificar si se trata de arsénico trivalente o pentavalente es clave para seleccionar la mejor estrategia de tratamiento.
El arsénico puede estar presente en el agua de dos formas principales:
- Arsénico Trivalente (As(III)) – Arsenito
- Forma más tóxica.
- No tiene carga iónica, lo que dificulta su eliminación.
- Poco soluble en agua.
- Arsénico Pentavalente (As(V)) – Arsenato
- Más fácil de eliminar mediante filtración.
- Tiene carga iónica negativa, permitiendo su adsorción en medios filtrantes.
Para eliminar eficazmente el arsénico, primero hay que convertir el As(III) en As(V) mediante oxidación. Luego, el As(V) puede ser eliminado con filtros de óxido férrico granular (GFO) y sistemas de ósmosis inversa (RO).
1.1. Método Indirecto y Económico para Identificar si es As(III) o As(V) 🔬
Si no se dispone de un análisis de laboratorio para determinar qué tipo de arsénico está presente en el agua, se puede utilizar un método indirecto basado en las condiciones del agua:
- Medición del pH:
- Si el pH es menor a 7, es más probable que haya As(III), ya que esta forma es más estable en medios ácidos.
- Si el pH es mayor a 7, es más probable que haya As(V), pues esta forma se encuentra en aguas más alcalinas.
- Presencia de Oxígeno (O₂):
- El arsénico trivalente (As(III)) es más común en aguas subterráneas con bajo contenido de oxígeno.
- El arsénico pentavalente (As(V)) se encuentra en aguas con mayor contacto con el oxígeno, como aguas superficiales o pozos bien aireados.
Este método no es exacto, pero puede dar una idea preliminar del tipo de arsénico predominante antes de decidir el sistema de tratamiento adecuado.
1.2. El Mapa de Arsénico del ITBA 🗺️
El Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA) ha desarrollado el Mapa de Arsénico, una herramienta crucial para conocer la distribución del arsénico en el agua en diferentes regiones de Argentina. Este mapa, creado a partir de datos recopilados en más de 350 muestras, permite a la población y a los investigadores acceder a información actualizada sobre la calidad del agua potable.
🔹 ¿Cómo funciona?
- Permite visualizar la concentración de arsénico en distintas localidades.
- Se actualiza constantemente con nuevos datos.
- Cualquier persona puede contribuir enviando muestras de agua para su análisis.
📌 Accede al mapa aquí: Mapa de Arsénico del ITBA
Este proyecto es fundamental para identificar zonas de riesgo y tomar medidas preventivas para garantizar el acceso a agua segura. Además, el ITBA invita a la comunidad a colaborar enviando muestras de agua, permitiendo que el mapa se mantenga actualizado y sea una referencia clave para la salud pública.
2. Etapas del Sistema de Filtración en el Hogar 🛠
El mejor enfoque para eliminar el arsénico del agua involucra tres etapas clave:
- Oxidación del As(III) a As(V)
- Filtración con GFO para eliminar As(V)
- Ósmosis inversa para purificación final
A continuación, se explican en detalle cada una de estas etapas.
2.1. Oxidación del Arsénico Trivalente (As(III)) 🏰
Como el As(III) no tiene carga, es difícil de eliminar mediante filtración, ya que los filtros convencionales, como los de óxido férrico granular (GFO) o intercambio iónico, funcionan capturando iones con carga. Al carecer de carga, el As(III) no interactúa con estos medios filtrantes y pasa a través de ellos sin ser retenido. La mejor solución es oxidarlo a As(V), un proceso que se puede realizar con:
- Cloro (Hipoclorito de Sodio – NaOCl): Fácil de usar y efectivo. Se puede dosificar en pequeñas cantidades antes del filtro de GFO.
- Permanganato de Potasio (KMnO₄): Oxida As(III) a As(V) de manera eficiente.
- Ozono (O₃): Sistema avanzado que oxida el As(III) instantáneamente.
- Greensand Plus + Permanganato de Potasio: Un filtro de lecho profundo que oxida y filtra metales pesados en un solo paso.
El Cloro y el pH del Agua ⚗️
El hipoclorito de sodio (NaOCl) puede aumentar el pH del agua, ya que libera iones hidróxido (OH⁻), lo que puede afectar la eficiencia del GFO. Como el GFO funciona mejor en un rango de pH entre 6.5 y 7.5, es crucial monitorear el pH después de la adición de cloro.
Ajuste del pH:
- Si el pH sube demasiado (>7.5), se puede corregir con dióxido de carbono (CO₂) o ácido clorhídrico (HCl).
- Si el pH es muy bajo (<6.5), se puede aumentar con carbonato de sodio (Na₂CO₃) o bicarbonato de sodio (NaHCO₃).
Mejor opción para hogares: Un dosificador de cloro antes del filtro GFO es una opción económica y eficiente, pero debe ir acompañado de un monitoreo del pH para optimizar la adsorción del arsénico.
2.2. Filtración con Óxido Férrico Granular (GFO) 🧬
Una vez que el As(III) ha sido oxidado a As(V), se puede eliminar con filtros de óxido férrico granular (GFO). Sin embargo, la eficiencia del GFO puede verse afectada por la calidad del agua. Por ejemplo, altas concentraciones de hierro y manganeso pueden saturar el medio filtrante más rápidamente, reduciendo su vida útil. Además, el pH del agua influye en la capacidad de adsorción del arsénico: un pH entre 6.5 y 7.5 es óptimo para la máxima eficiencia del GFO. Por ello, es recomendable realizar pruebas de agua y, si es necesario, ajustar las condiciones antes de la filtración. Este medio adsorbe el arsénico pentavalente, atrapándolo en su estructura porosa.
2.3. Purificación Final con Ósmosis Inversa (RO) 💧
Aunque la filtración con GFO reduce significativamente la cantidad de arsénico en el agua, para un consumo completamente seguro, se recomienda implementar un sistema de ósmosis inversa en el punto de uso (ej. debajo del fregadero o en un dispensador de agua potable).
✅ Eficiencia: Puede eliminar hasta el 99% del arsénico restante, incluyendo cualquier traza de As(V) y otros contaminantes. ✅ Elimina otros compuestos peligrosos, como plomo, fluoruro, bacterias y virus. ✅ Mejora la calidad del agua para beber y cocinar, eliminando olores y sabores indeseables.
📌 Consideraciones:
- La ósmosis inversa produce agua de excelente calidad, pero genera un porcentaje de agua de rechazo (aprox. 2 litros de agua desechada por cada litro purificado).
- Es recomendable utilizar tanques de almacenamiento para evitar desperdicio.
🔧 Ejemplo de sistema recomendado: iSpring RCC7 WQA Ósmosis Inversa de 5 etapas.
Con esta última etapa, el agua filtrada está completamente libre de arsénico y otros contaminantes, asegurando un consumo seguro para toda la familia. 💙🚰