La calidad
del agua disponible para el abastecimiento del consumo humano se encuentra cada
vez más en serios problemas, ya que a medida que pasa el tiempo aparecen nuevas
fuentes de contaminación que afectan la calidad de las aguas superficiales por
lo que en la mayoría de los países de Latinoamérica dicha calidad está lejos de
alcanzar un nivel adecuado.
En términos
de calidad del agua se deben considerar una serie de factores interrelacionados
entre sí en el sentido que el concepto de calidad del agua varía en espacio y
tiempo dependiendo del uso que se le dé.
Pero en este contexto, la calidad del agua se enfocará principalmente a su
utilidad en cuanto al consumo humano.
1.1
Calidad de agua superficial
Aunque el concepto de
calidad del agua no es un término absoluto dado que depende del uso que se le
dé, sin embargo en este contexto se conceptualizará así: Se refiere a las
condiciones en que se encuentra determinado cuerpo de agua en su estado natural
o después de la intervención del hombre en relación a sus características
físicas, químicas y biológicas. Dichas
masas de agua sobre la superficie de la tierra pueden estar fluyendo
constantemente como los ríos o estar en reposo como los lagos y lagunas.
Generalmente, el
concepto de calidad de agua se asocia al uso o aptitud de este recurso para el
consumo humano, en este contexto, se considera que el agua es de calidad cuando
está libre tanto de sustancias y microorganismos que de forma directa e
indirecta ponga en peligro la salud de los consumidores, así como de sustancias
que provoquen sensaciones sensoriales desagradables para el consumo como el
olor, color y sabor.
Sin embargo,
dependiendo de otros usos diferentes al del consumo humano a los que se destina
el agua, se consideran otros aspectos para determinar la calidad del mismo para
dichos usos.
La importancia de la
calidad del agua radica en que es un recurso vital para la vida, pero a la vez
es uno de los principales medios de transmisión de una gran cantidad de
enfermedades que afectan a los humanos, es por ello que resulta necesario
establecer parámetros que permitan identificar los niveles críticos de fuentes
contaminantes responsables de que el agua no sea apto para el consumo humano.
1.2
Índices de calidad del agua
En el mundo se han
planteado números métodos para evaluar la calidad del recurso hídrico a fin de
tener un conocimiento más certero sobre su aptitud para el consumo y entre los
cuales, los índices de calidad del agua (ICA) han sido considerados los más
sobresalientes dado que agrupan una serie de parámetros que se basan en los
datos de muestro de variables ambientales (fisicoquímicos y microbiológicos)
que son de fácil interpretación dentro de un marco en el que se analiza el
comportamiento cada uno de estos de forma sistemática y lo reduce a una
expresión simple lo que permite un mejor entendimiento de la calidad de un
cuerpo de agua en un lugar y momento determinado bajo la acción de los factores
ambientales y climáticos específicos.
En términos simples se
puede decir que el ICA es una expresión numérica que indica la calidad del agua
a través de la integración de los resultados obtenidos de la medición de
parámetros específicos que determinan la calidad del recurso hídrico.
La evaluación de la
calidad del agua ha si sujeto a muchas discusiones ya que existen diversos
criterios para su aplicación en cuanto a la regulación del recurso hídrico,
dichos criterios no garantizan el resultado esperado de manera global dado que
las regiones en que se aplican difieren en cuanto a sus características. Como
consecuencia, varios países han desarrollado estudios con la finalidad de establecer
criterios de evaluación que pueden aplicados de forma objetiva en base a sus
necesidades y características propias.
Actualmente se conocen
dos grupos de índices de calidad del agua, los de tipo estadístico y los de
tipo no estadístico. Los índices no estadísticos se fundamentan en una etapa de
selección de las características a evaluar, posteriormente se establecen una
serie de escalas o ecuaciones con los cuales se obtienen valores adimensionales
mediantes el análisis de los datos obtenidos en el muestreo, luego se asignan
pesos a las características en orden de importancia en cuanto a criterios de
calidad previamente establecidos.
El primer aporte fue
realizado por Horton, quien propuso un índice de calidad de agua basado en ocho
parámetros físico químicos que podían ser escalados s en valores de 0 a 100 y
dos parámetros no escalados que son la temperatura y la contaminación obvia,
esta última la constituyen los aspectos que son percibidos por la vista o por
el olfato y al ser detectados son considerados ofensivos. Este primer paso en
el tema de los ICA fue aceptado por pocos expertos.
Pero en 1970, Brown y
colaboradores desarrollaron un índice de calidad de agua aritmético bajo un
régimen de consenso entre varios expertos establecieron diferentes parámetros y
desarrollaron una metodología unificada siguiendo la estructura de Horton.
No obstante, los
índices de calidad de agua presentados hasta el momento eran muy subjetivos
dado que todos evalúan la calidad del agua en base a parámetros en diferentes
niveles de importancia.
Por tal razón los ICA
más recientes tienen un enfoque de estudio de la calidad de agua dirigidos
hacia el uso de este recurso para el consumo humano, para tal efecto se
incluyen aspectos fisicoquímicos y microbiológicos relacionados con el nivel de
riesgo sanitario del agua. Paralelamente, estos presentan ventajas respecto a
las anteriores como el de no limitar el número de parámetros utilizados en le
evaluación, además, los parámetros no necesitan una transformación previa y no
se le asigna un peso relativo a cada uno de ellos.
La importancia de los
ICA no se limita únicamente en la evaluación de la calidad del agua, sino que
en varios países de Latinoamérica son exigidos por entes que garantizan la
calidad del agua para el consumo humano, tal es el caso de Colombia, en donde
el Decreto 1575 de 2007 considera como uno de los instrumentos básicos para
garantizar la calidad del agua para consumo humano reglamentando el Índice de
Riesgo de la Calidad del Agua para Consumo Humano –IRCA- que mide el grado de riesgo
de ocurrencia de enfermedades relacionadas con el no cumplimiento de las características
físicas, químicas y microbiológicas del agua para consumo humano una vez ha
sido sometida a diferentes procesos de tratamiento que garantizan su
potabilidad (4).
El cálculo de la
mayoría de los ICA se basa principalmente en la normalización de los parámetros
que se incluyen en el muestreo dependiendo de sus concentraciones halladas en
determinada fuente hídrica, luego se le asigna una ponderación en función de su
importancia en el entendimiento general de la calidad del agua.
Se calcula integrando
la totalidad de las ponderaciones de los parámetros mediante diferentes
funciones matemáticas.
Existen dos enfoques
para el cálculo: i) el producto ponderado en donde la importancia de los
puntajes es debido a los pesos, los cuales son ponderados de acuerdo a la misma importancia para luego
obtener un producto entre ellos y ii) la suma ponderada, en la cual, de cada puntaje
se obtiene un producto respecto a su peso y todos los productos son sumados
para obtener el índice. Para el caso en que
los pesos son iguales para cada puntaje, el valor del índice se le conoce como valor
aritmético no ponderado, mientras que si la suma de los pesos no es iguale, se
dice que se tiene un valor aritmético de la calidad del agua.
A pesar de que el ICA
es una metodología muy destacada, tiene la desventaja que el resultado obtenido
es válido únicamente al momento de realizar el muestreo por lo que se deben
realizar muestreos continuos para conocer la condición en que se encuentra un
determinado cuerpo de agua.
Para el cálculo del
Índice de Calidad del Agua en Latinoamérica se utiliza la siguiente ecuación:
Dónde: ICA: Índice de
calidad del agua, un número entre 0 y 100; Qi: Calidad del iésimo parámetro
obtenido del respectivo gráfico de calidad, en función de su concentración o
medida; Wi: Valor ponderado correspondiente del iésimo parámetro, atribuido en
función de la importancia de ese parámetro para la conformación global de la
calidad, un número entre 0 y 1.
Los parámetros que se
incluyen en un estudio de calidad del agua mediante los ICA han estado establecidos
desde sus inicios bajo el criterio de expertos, agencias o entidades
gubernamentales responsables de determinar en el ámbito legislativo su importancia
al establecerlos como estándares de calidad del agua.
En términos globales,
se recomienda evaluar los parámetros de las cinco categorías más comúnmente
reconocidas, las cuales son: nivel de oxígeno, eutrofización, aspectos de
salud, características físicas y sustancias disueltas.
En Latinoamérica, el
país que le ha puesto mayor atención de los Índices de calidad del agua es
Colombia, es por eso que se puede considerar como prototipo para los demás
países en cuanto a la realización de evaluación de calidad del agua
superficial. Los parámetros empleados en
los ICA por eta país son los siguientes: OD, pH, DBO, coliformes fecales,
turbiedad, sólidos disueltos totales, fósforo totales, sólidos suspendidos,
color y nitrógeno total.
A pesar de haber
varios parámetros para la determinación del índice de calidad del agua, con
mayor frecuencia se observa el empleo de las categorías como lo son: oxígeno
disuelto (OD) y pH, seguidos pero en menor frecuencia por los DBO, los nitratos
y los coliformes fecales, la turbiedad y los sólidos disueltos totales.
Otros parámetros
considerados relacionados con el riesgo químico como los metales pesados, son
tomados en cuenta principalmente en los ICA desarrollados en los últimos años cuya enfoque de evaluación es la destinación del
recurso hídrico para consumo humano
previa potabilización.
Este comportamiento se
debe a las tendencias actuales en cuanto
a la atención que se le da a la calidad
del agua para consumo humano en la cual,
de acuerdo con OMS se debe dar mayor atención a aquellas sustancias de
las cuales se tiene conocimiento sobre
importancia en cuanto a poner en riesgo la salud de los usuarios de una determinada
fuente de agua y que sean conocidas por estar presentes en grandes
concentraciones en dichas fuentes de
abastecimiento de agua.
1.3
Evaluación
de los principales parámetros de calidad del agua
1.3.1
Parámetros microbiológicos
En términos de calidad
del agua, este no debe contener ningún microorganismo considerado patógeno para
que sea apto para el consumo humano. De igual forma, debe estar exenta de
bacterias indicadoras de contaminación fecal. Para garantizar que un abastecimiento
de agua cumpla con estas normas, es importante que forma continua se examinen
muestras para determinar indicadores de contaminación fecal.
Se recomienda que
el primer indicador bacteriano a
detectar para este propósito sea el grupo de los organismos coliformes en su
conjunto. Aunque al analizarlos como grupo estos organismos no son
efectivamente de origen fecal, dado que estos se siempre se encuentran en gran
número en las heces del hombre y de otros animales mamíferos, por lo que es
posible detectarlos aún exista una intensa dilución. La detección de organismos
coliformes fecales, considerados termo resistentes especialmente Escherichia coli, proporciona una clara evidencia de contaminación de origen
fecal.
Se ha demostrado que
la cloración es un método eficaz para convertir agua proveniente de fuentes
afectadas por contaminación fecal en agua libre de estos agente, pero se debe
considerar que la concentración de cloro
libre residual sea menor que 0.5mg/litro durante un período mínimo de 30 minutos
a un pH menor de 8.0 y con una turbiedad de 1 unidad nefelométrica de turbiedad
(UNT) o menos.
En la tabla 1 se da a
conocer los valores guía que garantizan abastecimiento de agua
bacteriológicamente seguros.
Organismo
|
Unidad
|
Valor guía
|
Observaciones
|
A.
Abastecimientos con agua entubada
|
|||
A.1.
Agua tratada que entra en el sistema de distribución
|
|||
Coliformes fecales
|
número/100ml
|
0
|
Turbiedad < 1UNT, para las desinfección con
cloro, es preferible un pH de <8; 0.2-0.5mg/l de cloro.
|
Organismos coliformes
|
número/100ml
|
0
|
|
A.2
Agua no tratada que entra en el sistema de distribución
|
|||
Coliformes fecales
|
número/100ml
|
0
|
|
Organismos coliformes
|
número/100ml
|
3
|
En una muestra ocasional, pero no en muestras
consecutivas
|
A.3
Agua en el sistema de distribución
|
|||
Coliformes fecales
|
número/100ml
|
0
|
|
Organismos coliformes
|
número/100ml
|
3
|
En una muestra ocasional, pero no en muestras
consecutivas
|
B.
Abastecimiento con agua no entubada
|
|||
Coliformes fecales
|
número/100ml
|
0
|
No debe ocurrir de forma repetida
|
Organismos coliformes
|
número/100ml
|
10
|
Cuando la ocurrencia sea frecuente y no se pueda
mejorar la protección sanitaria, se es posible se deberá buscar otra fuente
|
1.3.2
Parámetros fisicoquímicos
Aunque en los países
de Latinoamérica la mayoría de problemas de calidad de agua son ocasionados por
la contaminación bacteriológica u otras clases de contaminación biológica,
puede darse el caso de presentarse
problemas graves a consecuencia de la contaminación química. Dicha
contaminación química puede provenir de
ciertas industrias, como la minería, o de prácticas agrícolas mal ejecutadas
como es el caso uso y abuso de nitratos como fertilizantes o surgir de fuentes
naturales (por ejemplo, el hierro, los fluoruros).
Para determinar la
existencia de problemas de este tipo, resulta necesario efectuar la medición de
una determinada cantidad seleccionada de parámetros físico-químicos. Sin
embargo, específicamente en el caso de abastecimientos de agua en las áreas
rurales de Latinoamérica, resultaría muy costo y físicamente impráctico cubrir
un gran número de parámetros, por lo que en la mayoría de los casos, las
pruebas tendrán que restringirse inicialmente a la inspección sanitaria y al
análisis bacteriológico.
De existir
contaminantes químicos de importancia local, se deberá medir sus
concentraciones y analizar los resultados comparándolos con los valores guía y
de otras recomendaciones presentadas en la tabla 1. En otras áreas, aunque no
se pueden dar recomendaciones generales o de aplicación global para la
selección de parámetros, existen determinados parámetros indicadores prácticos
de importancia que pueden establecer una guía útil para determinar la calidad
del agua. Se recomienda valores guía para la turbiedad, el color, el sabor y el
olor, para que se usen en el control de fuentes de abastecimiento hídrico para
pequeñas comunidades latinoamericanas.
1.3.2.1
Turbiedad
Mide la intensidad
lumínica capaz de reflejar o absorber un material suspendido. Niveles altos de
turbiedad protege a los microrganismos
de la desinfección, estimula el crecimiento bacteriano, por lo que incrementa
la demanda d cloro destinado para la desinfección de fuentes de agua, además,
la turbiedad proporciona indicios a grandes rasgos de la presencia de esto
sólidos en el agua. Aunque se acepta un nivel de 5 unidades nefelométricas de
turbiedad (UNT), a fin de efectuar una desinfección efectiva el nivel de turbiedad debe estar por debajo
de 1 UNT.
1.3.2.2
Color
Se asume que el agua
pura de calidad no debe presentar ningún color, sin embargo, tanto los sólidos
disueltos como los suspendidos influyen a que este presente una determinada
coloración. Los sólidos suspendidos son responsables del color conocido como
aparente, mientras que los sólidos disueltos definen el color verdadero. El
valor aceptable es de 15 unidades de color verdadero (UCV).
1.3.2.3
Sabor y color
Estos dos parámetros
se estudian en conjunto dado que guardan
relación entre sí. Principalmente, los factores que influyen en estos
aspectos son los minerales, metales, sales del suelo, productos de las
reacciones biológicas y residuos de aguas domésticas o industriales.
Dado que estos
parámetros son de tipo cualitativos, entendiéndose que el agua debe estar libre
de olores y sabores desagradables para la mayor parte de los consumidores, el
criterio para evaluarlos se definen en términos de no ser desagradable para la
mayoría de los consumidores.
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