Los contaminantes más comunes en el agua son microorganismos patógenos —bacterias, virus y protozoos—, y los coliformes fecales son los principales, expone Homero Escobar, ingeniero civil con especializaciones en Ingeniería Sanitaria e Ingeniería del Agua, y oficial del Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia (Unicef) Guatemala.
El agua también contiene sustancias químicas como hierro, manganeso y arsénico, que, al superar los límites permisibles, según la norma Coguanor NTG 29001, que dicta los parámetros de calidad de agua potable, pueden ocasionar graves daños a la salud.
Estos contaminantes perjudican, además, la ecología y el medioambiente, señala la ingeniera en Gestión Ambiental Claudia Gordillo y la química bióloga Elena María Reyes, especializada en Ingeniería Sanitaria, investigadoras del Instituto de Agricultura, Recursos Naturales y Ambiente (Iarna), de la Universidad Rafael Landívar. El avance de la industria ha favorecido la presencia de contaminantes en el agua que antes no se observaban, refieren.
La contaminación puede ser de origen natural —erosión o proliferación de algas— o antropogénico —vertidos domésticos, industriales o agrícolas—, dice el ingeniero sanitarista Norman Siguí, miembro de la Asociación Guatemalteca de Ingeniería Sanitaria y Ambiental.
Según un estudio elaborado en fecha reciente en el norte del país por el Centro de Estudios Ambientales y Biodiversidad (Ceab) de la Universidad del Valle de Guatemala, se encontró presencia significativa de la bacteria E. coli, así como nitratos, sulfatos y fosfatos provenientes de la contaminación por fertilizantes, agroquímicos y jabones, que además de daños a los ecosistemas, como eutrofización —crecimiento excesivo de algas—, genera pérdidas económicas, apunta Melany Ramírez, investigadora del Ceab.
“El tratamiento del agua no debería limitarse al consumo humano, pues las fuentes naturales contaminadas pueden causar serios problemas a las especies que habitan en ellas”, agrega.
“Las personas de los lugares del país que hemos visitado se abastecen de dos fuentes de agua: superficial y pozos artesanales. El problema es que en la mayoría de los casos estas contienen microorganismos y bacterias derivadas de excretas de animales o personas”, destaca Pedro Ramírez, gerente comercial de Envirotech, empresa que provee sistemas y tecnologías eficientes en cosecha y manejo de agua de lluvia.
“El afán de desarrollo del ser humano ha hecho que nuestras fuentes de suministro de agua estén cada vez más deterioradas, lo que provoca que algunas poblaciones beban agua que no cumple con los requisitos para ser considerada potable, lo que conlleva problemas de salud como diarreas, intoxicaciones, afecciones de piel y, en el largo plazo, enfermedades cardiovasculares y cáncer”, hace ver Félix Aguilar, director general de Investigación de la Escuela Regional de Ingeniería Sanitaria y Recursos Hidráulicos, de la Universidad de San Carlos de Guatemala.
En algunos casos puede causar la muerte en personas vulnerables como adultos mayores y niños, añaden las investigadoras del Iarna.
El agua contaminada causa alta morbilidad de enfermedades de “origen hídrico” como cólera, hepatitis, parasitosis y fiebre tifoidea, que representan el 18% de los casos atendidos en el sector público del país, según datos del Sistema de Información Gerencial en Salud, de la cartera del ramo.
“También puede provocar otras consecuencias como pérdida de oportunidades para la recreación, el turismo y daños para la economía local”, expresa la bióloga especializada en Hidrología y Gestión de Recursos Hídricos, Sharon Van Tuylen, presidenta de la Asociación Guatemalteca de Limnología y Gestión de Lagos.
Sistemas convencionales
Los sistemas para potabilizar responden a las características del agua cruda como color, turbiedad, sedimentos, microorganismos, olor, sabor o dureza. Entre ellos están los sistemas por gravedad —con o sin tratamiento— y por bombeo —con o sin tratamiento— dependiendo de la fuente, abastecimiento y la calidad del agua cruda, refiere Van Tuylen.
Entre las ventajas de estos sistemas está la posibilidad de alcanzar altos rendimientos, flexibilidad de operación y mantenimiento y asequibilidad de explotación. Sin embargo, su desventaja principal es el alto requisito de superficie para su implantación. Para garantizar la calidad de agua en cualquiera de ellos debe haber capacidad de gestión segura por parte del prestador de servicio, señala Escobar. La construcción de estas plantas, dice Melany Ramírez, puede tener impactos negativos en el medioambiente.
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Las tecnologías convencionales son muy aplicadas a nivel nacional y del continente, porque tienen la ventaja de efectuar procesos de potabilización con bajos requerimientos operativos y un costo menor. Sin embargo, pueden no alcanzar niveles aceptables de tratamiento por la alta contaminación que presentan muchos cuerpos de agua superficial, dice Aguilar.
En el país hay pocas plantas de potabilización, pues casi todas las fuentes de agua superficiales están demasiado contaminadas, por lo que no es posible su aprovechamiento, debido a lo cual se busca el agua subterránea, añade.
El proceso de potabilización se basa en procesos de tipo físico y químico aplicados, en especial, en unidades de coagulación —con compuestos químicos—, floculación, sedimentación, filtración y desinfección —por compuestos de cloro—, para eliminar patógenos siempre y cuando las fuentes de suministro no estén muy contaminadas, subraya Aguilar. La desventaja, agrega Siguí, es que desencadenan problemas de eficiencia ante contaminantes industriales u otros de reciente aparición, como microplásticos.
Van Tuylen explica que para el abastecimiento de la población local, por parte de las municipalidades, se utilizan tratamientos convencionales de potabilización y desinfección no innovadores.
Hay variantes en estos procesos. Según la calidad del agua, se pueden sumar o prescindir de algunos pasos; por ejemplo, para el agua subterránea el citado método no aplica por su contenido de minerales y metales pesados, por lo que se le aporta intercambiadores iónicos y catiónicos para reducir su presencia, prosigue Aguilar.
Gordillo y Reyes consideran que hay mayor disponibilidad para construirlos o adquirirlos prefabricados, con menor uso de energía, pero son menos eficaces que los sistemas no convencionales.
Tecnología innovadora
La falta de garantías de calidad en el suministro de agua —red— ha generado un mercado de tecnologías variadas que se originan, en muchos casos, de la utilización del agua de las redes municipales o pozos privados, que van desde filtros de cerámica a procesos de membrana que por lo general utilizan las empresas que venden agua envasada: nanofiltración, ósmosis inversa y electrodiálisis inversa, detalla Escobar.
Van Tuylen agrega la ozonización, electrodiálisis y luz ultravioleta, entre otras. Otra etapa importante del proceso es la eliminación de cloro y subproductos de desinfección, mediante un filtro de carbono activo. Melany Ramírez explica que la nanofiltración consiste en emplear una membrana para separar las moléculas de agua de impurezas, similar a la ósmosis inversa.
También es preciso destacar el tratamiento de aguas residuales, si se considera que en el país están regulados los vertidos y reúso, según el acuerdo gubernativo 236-2006 y 2011, y se tienen experiencias exitosas con tecnologías compactas e intensivas como aireación extendida y reactores secuenciales discontinuos (SBR, en inglés).
El reglamento del acuerdo 236-2006 no es obligatorio en ningún caso, afirma Siguí. El sector agrícola y ganadero es el que más se beneficia de reusar agua residual tratada.
Los filtros cerámicos para el tratamiento de agua para consumo humano son unidades de tratamiento domiciliar, compuestos por tres elementos filtrantes: arcilla, carbón activado y plata coloidal. La unidad funciona por medio de un filtrado lento que elimina turbiedad, sólidos, bacterias y parásitos. En el mercado se pueden encontrar unidades de tipo vela, olla o disco.
En cuanto a las tecnologías para el tratamiento de aguas residuales destacan los reactores secuenciales discontinuos (Sequencing Batch Reactor, SBR), por sus altos niveles de eficiencia, debido a su capacidad de procesar la degradación y decantación de contaminantes en una unidad que opera por ciclos de cuatro fases: llenado, reacción, sedimentación y vaciado.
Entre las ventajas de estas tecnologías están el poco requerimiento de espacio para su implantación, la baja producción de fangos, el desarrollo de etapas en tanque único, bajos niveles de olores y la eficiencia en la eliminación de nitrógeno total. Las desventajas consisten en los altos costos de implantación y consumos energéticos, indica Escobar.
En San Marcos La Laguna, Sololá, opera desde el 2017 una planta de tratamiento de estas características, y que al estar emplazada dentro de la cuenca del lago de Atitlán debe cumplir con requisitos de depuración estrictos en parámetros como el nitrógeno total y el fósforo, cuyo vertido al lago de Atitlán deben estar entre 5 y 3 mg por litro, y para vertidos en el subsuelo, entre 10 y 5 mg por litro.
En cuanto a las acciones de sostenibilidad y medidas para la regulación de los consumos energéticos, la Autoridad para el Manejo Sustentable de la Cuenca del Lago de Atitlán impulsó en el 2021 la migración operativa a un sistema combinado de generación de energía fotovoltaica.
Van Tuylen manifiesta que la tecnología innovadora para depurar aguas residuales más utilizada en el país en la actualidad son las lagunas de oxidación o humedales artificiales.
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Es oportuno remarcar que para el tratamiento de agua para consumo humano, así como aguas residuales, no hay un diseño único, y en la práctica la adaptabilidad de las líneas de tratamiento y tecnologías deben responder a la calidad de las aguas crudas y las características reguladas del uso previsto. Además, desempeñan un papel fundamental la operación y mantenimiento para garantizar la calidad de la potabilización del agua, insiste Escobar.
A nivel doméstico es común observar purificadores con membranas de filtración, carbón activado y ozono para potabilizar el agua, dice Siguí. El ozono es un poderoso agente oxidante que puede descomponer contaminantes orgánicos e inorgánicos.
Existen empresas o entidades privadas que dentro del tratamiento de sus aguas incluyen tecnologías innovadoras como el uso de resinas y membranas para la purificación del líquido, así como la aplicación de desinfectantes de uso reciente para su tratamiento, apuntan las investigadoras del Iarna.
Los usuarios pagan sumas elevadas por el agua tratada con tecnologías innovadoras, pero tienen la certeza de consumir un líquido que cumple con las características para ser considerada como apta para consumo humano.
Producción de agua
La captación o cosecha de agua de lluvia se refiere a colectar, conducir, almacenar y tratar el agua que se precipita a la superficie terrestre para su su uso o consumo. Constituye un recurso de aprovechamiento potencial en Guatemala. Según el Instituto de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología, del 2001 al 2016 el promedio anual de precipitación en el país fue de 1,805 mm, al haber aumentado 52 mm desde 1981.
Escobar indica que entre las tecnologías que más se promueven están los pozos de infiltración, tanques de tormenta y tanques para la reutilización o infiltración. Unicef Guatemala, con el apoyo de Usaid y en coordinación con el Ministerio de Educación, ha impulsado la captación y aprovechamiento de agua de lluvia en escuelas rurales de Alta Verapaz, Quiché y Huehuetenango, para que los alumnos dispongan de entornos más favorables. Durante este año, Unicef ha impulsado el acceso a agua, saneamiento e higiene en 165 escuelas rurales, que da cobertura a 22 mil 599 menores.
En cuanto a las aguas residuales, también se pueden reutilizar, siempre y cuando el proceso de depuración cumpla con los límites obligatorios para riego agrícola —no cultivos comestibles— y pastos o recarga de acuíferos, añade.
El sistema más utilizado para cosechar agua es la infiltración de agua al subsuelo, mediante pozos de absorción, debido a la inexistencia de sistemas de alcantarillado para descarga de aguas pluviales y sanitarias, así como de reglamentos para propiciar la recarga hídrica, dice Siguí.
Uno de los métodos para propiciar la recarga hídrica es la reforestación, para devolver la cobertura vegetal a las áreas desprovistas de bosque. En áreas de ladera, por ejemplo, la cobertura forestal, además de facilitar la infiltración del agua, evita la erosión de los suelos y, por consiguiente, contribuye a la estabilidad de las laderas.
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Hay muchos métodos y tecnologías de recarga artificial de acuíferos que pueden implementarse, según las condiciones del lugar y la finalidad del agua dirigida hacia este. Por ejemplo, si el agua infiltrada se va a extraer para fines agrícolas, no requiere mucho tratamiento previo a su captación, sobre todo si el acuífero no es muy profundo, expone Silvio Herrera, investigador del Ceab.
La recarga artificial de acuíferos cobra mucha importancia en áreas urbanas como la capital, porque estudios revelan que los pozos se han vuelto más profundos con el transcurso del tiempo, lo que demuestra que el agua subterránea se está agotando.
Entre los métodos de recarga artificial de acuíferos están las lagunas, estanques o piscinas de infiltración que requieren terrenos amplios para su implementación. Otro método son los pozos de infiltración o pozos secos, que reciben el agua de escorrentía urbana conducida por alcantarillas para infiltrarla al acuífero. Algunos de estos proyectos están en Villa Nueva, Mixco y San Antonio Aguas Calientes, detalla Herrera.
Las zanjas de infiltración son un método de bajo costo que se implementa en terrenos con pendiente, muy similar a las acequias que muchos agricultores del altiplano construyen para la agricultura, añade.
Si se toma en cuenta que el tratamiento de aguas residuales es un tema pendiente en el país, la reutilización de estas parece estar lejos de implementarse, pese a todo el potencial que tiene y las necesidades de abastecimiento de las poblaciones, dice Van Tuylen. En el sector privado, como la agroindustria, se emplean sistemas de recirculación en los que el agua usada en producción se enfría y se retorna a la fábrica. Las aguas residuales son tratadas y utilizadas para riego.
“Nuestra propuesta siempre ha sido buscar soluciones que se adapten a familias individuales por un costo accesible para mitigar su necesidad de agua, por lo que los sistemas de captación de agua de lluvia son una solución idónea”, subraya Ramírez, al indicar que Envirotech ofrece un kit para potabilizar agua de lluvia con seis elementos, al eliminar sedimentos y sólidos con el filtro Rainy que funciona solo por gravedad y, después, se efectúa una desinfección con cloro para completar el ciclo.
“El agua de lluvia tiene una excelente calidad, por lo que se aprovechan los techos para facilitar su potabilización”, refiere.
Esta tecnología, de bajo costo, aumenta la disponibilidad de agua sin usar pipas, y disminuye la extracción de agua de acuíferos y otras fuentes. No solo se ha instalado en viviendas sino también en edificios e industrias para cambiar la filosofía de “drenaje pluvial” por un sistema de reutilización del agua de lluvia. También proveen de tanques modulares de infiltración tipo SUDS y pozo de inyección para recarga hídrica.
Esta tecnología se enfoca en familias de áreas urbanas que tienen servicio irregular de acceso al agua y sectores dispersos que carecen de sistema de distribución de agua, por la lejanía u otros problemas.
En la actualidad se han aplicado Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible, que permiten retener el volumen generado por el cambio de uso de suelo y, luego, infiltrarlo según la capacidad del subsuelo, como si fuera un bosque o área verde, añade Ramírez.
Hace poco se comenzó a comercializar en Guatemala una tecnología novedosa, que consiste en extraer agua de la atmósfera. “La mayor fuente de agua en el mundo está en el aire, la cual se obtiene al imitar el proceso natural de la lluvia: el agua superficial se evapora, se eleva, se enfría y vuelve a caer”, plantea Vinicio Rivas, de Aquagen Systems, empresa que introdujo el aparato Tsunami al país.
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“Mientras más humedad y calor se produzca en un lugar, el aparato tiene mayor capacidad de obtener el agua atmosférica, que es gratuita, infinita y más limpia que la superficial, y también la filtra”, agrega, porque lo único que se necesita es energía eléctrica para que opere el dispositivo, que se coloca en el techo de la infraestructura. “El agua extraída es potable y de alta calidad, sin plásticos ni aditivos”, asevera.
La cantidad de galones diarios obtenidos, ya sean 15, 200 o mil, dependerá del modelo del aparato, que se ha colocado en residencias, comercios y fincas. Se pueden utilizar también en caso de desastres como terremotos y se conecta a un generador diésel.
Historia de la potabilización del agua
- Los primeros asentamientos ancestrales se ubicaban en lugares cercanos a fuentes de agua dulce, como lagos y ríos.
- A lo largo de la historia se han desarrollado tecnologías para potabilizar el agua, que inician con procesos de filtración que tratan de emular la forma como lo hace la naturaleza cuando esta se infiltra y llega a los mantos acuíferos.
- Los egipcios fueron los primeros en utilizar métodos de tratamiento del agua, cuyos registros datan de 1500 a 400 años a. de C. La hervían sobre el fuego, la calentaban al sol o introducían en el agua una pieza de hierro candente.
- También la cribaban, hervida, en arena o grava. Los romanos la hervían o desinfectaban con cal y los griegos la clarificaban con piedra de alumbre, de propiedades antimicrobianas.
