Una planta potabilizadora de agua (PTA), también conocida como estación de tratamiento de agua potable (ETAP), es un conjunto de estructuras y procesos que permiten transformar agua captada de un sistema natural (río, lago, embalse, agua subterránea o incluso el mar) en agua apta para consumo humano.

El proceso de potabilización del agua varía en función de las condiciones naturales del territorio. Para más información se puede visitar el siguiente artículo.

Las PTA funcionan eliminando los compuestos indeseados que traen las aguas al ingresar al sistema y se basan en la estructura de eliminar en primer lugar lo más grueso, terminando por eliminar lo de menor tamaño. Las operaciones unitarias del proceso de potabilización de agua son las siguientes:

• Pretratamiento
• Coagulación-floculación
• Decantación
• Filtración
• Desinfección
• Análisis

Diagrama típico de potabilización de agua

A continuación, se presentan las distintas partes del proceso con los respectivos equipos utilizados más frecuentemente en el esquema tradicional de potabilización.

1. PRETRATAMIENTO

El primer paso consiste en eliminar sólidos de gran tamaño. Se suele colocar una reja para evitar que se filtren peces o ramas. Después, con la ayuda de un desarenador/tamiz se separa la arena del agua para evitar que pueda dañar las bombas de la planta potabilizadora. Los equipos principales son:

• Rejas: retienen los residuos de tamaño grande (separados en rejas con separaciones de 15 mm o superiores). Consisten en desechos tales como piedras, ramas, trozos de chatarra, papel, raíces de árboles, plásticos, y trapos.
• Tamiz: retienen los residuos finos con aberturas libres inferiores a 15 mm. Los tamices con aberturas entre 2 y 6 mm retienen del 5 al 10 por 100 de los sólidos suspendidos afluentes. Si bien son más habituales en plantas de tratamiento de efluentes, también pueden encontrarse en algunas potabilizadoras.
• Desarenador: se proyectan para separar arenas, término que engloba a las arenas propiamente dichas, y a la grava, cenizas, y cualquier otro material pesado cuya velocidad de sedimentación o peso específico sea considerablemente superior al de los sólidos putrescibles presentes en el agua residual. Como el método es distinto, suelen separar otro tipo de partículas. Se diseña mediante una velocidad de sedimentación de diseño que sea mayor a la de las partículas que se desean separar. Se pueden distinguir entre sí los desarenadores de vórtice y los horizontales.

Esquemas de los diferentes tipos de desarenadores

2. COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN

Las bombas de baja presión transportan el agua hasta una cámara de mezcla rápida, donde se incorporan los componentes que potabilizan el agua. En esta fase del proceso de potabilización se ajusta el pH mediante la adición de ácidos o de bases y se añaden al agua agentes coagulantes y floculantes.

• Cámara de carga: se trata de la cámara que recibe el agua bombeada para ingresar al proceso de potabilización. También se denomina cámara de mezcla rápida ya que es en la cual se suelen agregar los productos químicos para las siguientes operaciones unitarias dentro del proceso de potabilización. Se instala en general con un motorreductor y un agitador para garantizar el mezclado y homogeneización.
• Cámara de aforo y toma muestra: se implementa esta cámara anexa para medición de parámetros de entrada (caudal, turbiedad, pH, entre otras). Se instalan con los instrumentos de medición, por ejemplo, en el caso del caudal puede tener tanto un caudalímetro electromecánico como también una “V” que indica el valor a través del nivel de líquido.
• Sistemas de dosificación: está constituido por las bombas dosificadoras, los tanques contenedores de producto químico y las cañerías de interconexión para las diferentes sustancias (coagulante, floculante, ácidos, bases, entre otros).
• Floculador: se trata de un equipo que puede ser de tipo hidráulico o mecánico. El primero consiste en generar un camino laberíntico para el fluido ya sea horizontal o vertical para que se mezcle el agua con el producto dosificado. El segundo suele contar con un agitador generalmente con paletas giratorias. Estas le aportan un gradiente de mezcla (G) específico al fluido que depende de la velocidad de giro para favorecer la floculación. En ciertos casos, se utiliza una o más de una cámara para obtener velocidades decrecientes y así favorecer la formación de flocs de correcto tamaño para ser sedimentados o flotados en la siguiente operación unitaria.

Floculador de paletas giratorias

3. DECANTACIÓN

En el decantador se separan por gravedad las partículas en suspensión que transporta el agua. Los sedimentos nocivos más densos se quedan en el fondo, donde se eliminan y los menos densos continúan disueltos en el agua decantada. En el caso de la flotación, el objetivo es similar, pero se logran arrastrar las partículas hacia la superficie a través de una corriente de aire a presión.

• Sedimentador de Flujo horizontal:los sólidos se depositan en el fondo del equipo por el simple transcurso del agua. Por la parte superior se extrae el agua decantada.
• Sedimentador de Flujo inclinado: funciona por un procedimiento físico que permite separar los sólidos del agua, en un espacio de un tercio del requerido para un sedimentador convencional. Un sedimentador de placas inclinadas provee una zona no turbulenta, con bajo número de Reynolds, donde a los sólidos suspendidos en el líquido se les da el tiempo suficiente para que reposen en las placas y se resbalen al fondo.
• Flotación DAF: en este equipo se introduce una corriente de aire saturado en una porción del agua a tratar (5-10% con respecto al total) a presiones de entre 6 y 8 bar y de esta manera se logran arrastrar las partículas suspendidas hacia la superficie.

Diferentes estilos de sedimentadores

4. FILTRACIÓN

Tras el proceso de decantación, se hace pasar el agua por un medio poroso para eliminar los sedimentos menos densos. Estos filtros terminan de colar impurezas. Existen diferentes tipos de filtros, como de arena o carbón activado, y éstos pueden ser abiertos y por gravedad o cerrados y a presión.

• Filtros de arena:es un lecho de grava y arena que retiene las partículas suspendidas en el agua de menor tamaño El equipo requiere retrolavado con frecuencia con o sin expansión del medio filtrante para eliminar los sólidos retenidos. Es el más frecuentemente utilizado en los procesos de potabilización
• Filtros de carbón activado: es un lecho de carbón activado que elimina contaminantes como materiales orgánicos, compuestos clorados y sustancias que causan olores. Logra que el agua tenga un sabor más agradable y, en general, se usa con un sistema de ozonización para desinfección para no volver a introducir cloro en el agua tratada. Se puede regenerar, pero tiene un costo elevado y no vuelve a tener la misma eficiencia por lo que hay que reemplazar el manto con el paso del tiempo

5. DESINFECCIÓN DEL AGUA

Finalmente, se realiza una desinfección para eliminar cualquier tipo de bacteria o virus, de forma similar que en una planta depuradora. Los equipos utilizados más frecuentes son los siguientes:

• Cámara de cloración:el cloro se suele dosificar en forma de hipoclorito o en forma de cloro gaseoso (en plantas de gran tamaño generalmente). Se construye una cámara laberíntica que suele ser de hormigón armado o metálica, aunque en ocasiones también se dosifica directamente en la cisterna de almacenamiento de agua tratada
• Ozonizador:la generación de Ozono debe ser in situ por rápida descomposición, por este motivo se debe contar con un equipo ozonizador. La ventaja de este método es que no le modifica las cualidades organolépticas al agua tratada
• Rayos UV:es un método desinfectante físico. Se ha podido comprobar que una correcta dosificación de rayos ultra violetas es un eficaz bactericida y virucida, además de no contribuir a la formación de compuestos tóxicos. La desventaja es que si hay presencia de sólidos puede que el método no sea efectivo y no se esté desinfectando correctamente el agua. Tampoco deja agente antimicrobiano presente en el agua por lo que es muy propensa a recibir contaminaciones aguas debajo del proceso

6. ANÁLISIS

Una vez finalizado el proceso en la ETAP, es imprescindible realizar diversos análisis del agua para asegurarse de que el proceso de potabilización ha sido exitoso. El agua potable debe ser incolora, inodora e insípida y cumplir con la reglamentación vigente de cada país. Para eso se suele implementar un laboratorio de análisis de agua.

En Bioingepro diseñamos, fabricamos y operamos plantas potabilizadoras de agua. En caso de tener alguna consulta o estar interesado en una cotización, no dude en comunicarse con nuestro equipo.