Alternativas de solución para el arsénico en agua potable en zonas rurales

Modelo de filtro domiciliario

Entre las alternativas de solución recomendadas por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA, 2003), para zonas rurales se incluyen tanto opciones sin tratamiento como con tratamiento. Las alternativas que no requieren tratamiento deben privilegiarse sobre aquellas que sí lo requieren. Estas últimas deben considerarse cuando las primeras resulten inviables o como una alternativa temporal mientras se concretan proyectos de mayor envergadura.

1. Alternativas sin tratamiento

Consiste en abandonar las fuentes de agua existentes que presentan arsénico en niveles no conformes con la normativa y buscar otra fuente que cumpla de manera permanente con la calidad y cantidad requeridas.

1.1 Cambio de fuente de agua

1.2 Mezcla de fuentes de agua

Consiste en realizar mezclas entre fuentes con bajo contenido de arsénico y fuentes con contenido medio, de manera que la concentración final cumpla con la normativa.

Esta alternativa resulta interesante cuando la oferta de la nueva fuente es insuficiente para atender la demanda futura.

2. Alternativas con tratamiento

Es la alternativa a considerar cuando las opciones sin tratamiento resultan inviables o como solución temporal mientras se implementan las soluciones sin tratamiento.

Según el proceso de tratamiento, existen diversas alternativas. Sin embargo, las que mejor se adaptan a un contexto rural son las siguientes:

• Procesos de oxidación, coagulación y filtración directa.

• Procesos de adsorción en medios filtrantes específicos.

La eficiencia de la primera alternativa debe demostrarse en campo mediante pruebas de tratabilidad y/o pilotos. En cambio, la eficiencia de la segunda alternativa puede estimarse mediante algoritmos del proveedor de medios filtrantes específicos, para que, con base en los resultados, se realicen las pruebas complementarias cuando sean necesarias.

Por otro lado, según el nivel de aplicación, se distinguen sistemas centralizados, sistemas domiciliarios y sistemas institucionales. Los sistemas centralizados hacen referencia a plantas de tratamiento de agua potable (PTAP).

A continuación, se presentan las alternativas de tratamiento según el nivel de aplicación y el proceso que mejor se adapta, como resultado de una evaluación previa realizada por Hídramos para una población de 500 habitantes:

1. Sistema centralizado con procesos de oxidación, coagulación y filtración directa.

2. Sistema centralizado con procesos de adsorción en medios filtrantes específicos.

3. Sistema domiciliario con procesos de adsorción en medios filtrantes específicos.

4. Sistema institucional con procesos de adsorción en medios filtrantes específicos.

Cabe señalar que existe la alternativa de mezclar el agua producida por una PTAP con agua proveniente de fuentes de menor calidad, asegurando que la mezcla final cumpla con la normativa.

2.1 Sistema centralizado con procesos de oxidación, coagulación y filtración directa.

Consiste en implementar una PTAP específica para la remoción de arsénico mediante procesos de oxidación, coagulación y filtración directa.

Desde el punto de vista de procesos, se trata de oxidar el arsénico (As³⁺ y As⁵⁺) para favorecer la presencia de As⁵⁺, que luego puede ser removido mediante coagulación y filtración directa.

Figura 1 : Diagrama de bloques del sistema centralizado (PTAP) mediante procesos de OCFd

Nota: Los parámetros de procesos e hidráulicos de la PTAP se determinan en las pruebas de tratabilidad.

Desde un punto de vista hidráulico, con esta solución el agua se trata en la PTAP específica antes de su ingreso al reservorio que abastece a todo el centro poblado.

Esta alternativa es más económica en términos de inversión y de operación y mantenimiento en comparación con la alternativa de tratamiento centralizado con procesos de adsorción. Sin embargo, requiere pruebas de tratabilidad para confirmar que el agua puede ser tratada mediante este método.

2.2 Sistema centralizado con procesos de adsorción en medios filtrantes específicos.

Consiste en implementar una PTAP específica para remoción de arsénico mediante procesos de adsorción.

Desde un punto de vista de procesos se trata de adsorber el arsénico (As3+ y As5+) en medios filtrantes específicos, como el hidróxido de hierro granular (HHG) u otros medios de mayor eficiencia. Los proveedores más conocidos de hidróxido de hierro granular son GEH ® y PVRA ®, siendo el primero de origen alemán y el segundo italiano.

Figura 1 : Diagrama de bloques del sistema centralizado (PTAP) mediante procesos de adsorción

Nota: En ciertos casos, una etapa de oxidación puede ser requerida antes de la adsorción en HHG y/o un ajuste de pH para una mayor eficiencia de remoción.

Desde el punto de vista hidráulico, con esta solución el agua se trata antes de su ingreso al reservorio que abastece a todo el centro poblado.

Esta alternativa requiere una mayor inversión en CAPEX y OPEX. Su principal ventaja es que se trata de una solución ampliamente implementada a nivel mundial, cuya eficiencia es conocida.

2.3 Sistema domiciliario con procesos de adsorción en medios filtrantes específicos.

Consiste en implementar filtros domiciliarios para la remoción de arsénico mediante procesos de adsorción.

Desde el punto de vista de procesos se trata de adsorber el arsénico en medios filtrantes específicos, como el hidróxido de hierro granular u otros medios de mayor eficiencia.

Figura 3 : Diagrama de bloques del sistema domiciliario mediante procesos de adsorción

Nota: El agua de la red ya está clorada y el arsénico está principalmente en su forma As (V), por tanto no se requiere de ningún aditivo químico.

Desde un punto de vista hidráulico, con esta solución se trata el agua en el mismo domicilio afectado y se destina únicamente a usos de cocina y bebida.

Esta alternativa requiere una menor inversión que las alternativas centralizadas. Se trata de una solución implementada en diversas partes del mundo, cuya eficiencia es conocida, y presenta importantes ventajas cuando el número de habitantes o domicilios en de una comunidad es baja o dispersa.

2.4 Sistema domiciliario con procesos de adsorción en medios filtrantes específicos.

Consiste en instalar filtros de tipo domiciliario en instituciones de mayor riesgo, como establecimientos educativos y de salud.

Desde el punto de vista de procesos e hidráulica, la configuración es la misma que la del sistema domiciliario.

Referencias

• EPA. (2003). Arsenic Treatment Technology Evaluation Handbook for Small Systems. www.epa.gov/safewater

• Instituto Tecnológico de Buenos Aires. (2025, November 11). El Mapa de Arsénico generado por investigadores del ITBA. https://www.itba.edu.ar/itba-relanza-mapa-arsenico-y-llama-a-comunidad-a-contribuir/

• Organización Mundial de la Salud. (2022, December 7). Arsenic - web. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/arsenic

• Reglamento de La Calidad Del Agua Para Consumo Humano - DS N° 031-2010-SA. (2010).