Aspectos hidráulicos de la calidad del agua potable en las redes de distribución.

La calidad del agua potable dentro de un sistema de distribución cambia durante el recorrido desde la planta de potabilización hasta el consumidor. La red con sus tuberías, cruceros, tanques, estaciones de bombeo y otros accesorios, actúa como un enorme reactor físico-químico y biológico en donde cambian los parámetros físicoquímicos y biológicos del agua potable.

Ejemplos de tales cambios son el decaimiento del desinfectante residual y el aumento de la población microbial. Estos cambios dependen en gran medida del tiempo que reside el agua en las tuberías y tanques, que a su vez depende de la velocidad del flujo y de otras características hidráulicas.

Se describen a continuación algunas causas de los cambios de la calidad del agua en las

redes de distribución:

a) Mezcla de agua de diferente calidad en la red. Las ciudades normalmente se abastecen por más de una fuente de agua. La calidad del agua en las diferentes fuentes es diferente y dentro de la red pueden mezclarse aguas con diferentes características físico-químicas y microbiológicas. Por ejemplo, la red puede ser abastecida a la vez por agua subterránea (pozos) y agua superficial, que aportan agua de diferente calidad.

El crecimiento de las ciudades muchas veces impone la necesidad de buscar nuevas fuentes de agua potable. Uno de los elementos para decidir si una fuente nueva es adecuada o no, debería ser la calidad del agua resultante de la mezcla del agua de la fuente nueva con la existente. Con el uso de un modelo matemático pueden calcularse los parámetros físico-químicos resultantes de la mezcla de aguas de las diferentes fuentes que abastecen a la red. El modelo calcula también la contribución de cada fuente sobre el gasto que se consume en cada punto de la red.

b) Contaminación por infiltraciones. Ningún sistema de distribución de agua potable es

completamente hermético, y normalmente se presentan en la red fugas de diferente tamaño. Si por alguna razón en una tubería se suspende el servicio, es posible que se infiltre agua contaminada de las aguas subterráneas o de alcantarillados cercanos.

Las infiltraciones se controlan manteniendo en la red la presión señalada en las normas de técnicas de diseño. El modelo hidráulico puede predecir en que parte de la red es posible que se obtengan bajas presiones y así definir las zonas susceptibles a contaminación y tomar las medidas necesarias para evitarla.

c) Propagación de contaminantes en la red. Puede darse el caso de la introducción de un contaminante en uno o varios puntos de una red, por un accidente en la planta de potabilización, la ruptura de una tubería en zonas altamente contaminadas o por

una acción premeditada. El modelo matemático puede predecir en estos casos cuáles usuarios serán afectados, el tiempo en que serán afectados y que tiempo se requerirá para recuperarse del accidente.

d) Decaimiento del cloro residual en la red. La concentración del cloro decae en las tuberías de la red después de la planta de potabilización. En general el decaimiento de cloro depende del tiempo de residencia del agua en la red, la temperatura y el contenido de carbón orgánico total. El modelo matemático es capaz de predecir el cloro residual en cualquier punto de la red, y de esta manera determinar la dosis óptima de cloro en diferentes puntos de la red.

e) Formación de trihalometanos. No obstante, la gran utilidad y el uso universal del cloro como desinfectante, éste puede tener también efectos colaterales no deseables e incluso nocivos para la salud. Una dosis excesiva de cloro residual crea problemas de sabor y olor. La mayoría de las aguas naturales contiene materia orgánica, expresada por el carbón orgánico total en los análisis del agua. El cloro entra en reacción química con la materia orgánica y forma compuestos llamados trihalometanos (THMs)

como el cloroformo, el diclorobromometano y el bromoformo. La formación de THMs es función de la dosis de cloro, los niveles de carbón orgánico total, el tiempo de contacto y el pH. Un estudio llevado a cabo en los Estados Unidos de América (Symons

et al. 1975) mostró presencia de trihalometanos en el agua potable de 79 de un total de 80 ciudades. El modelo matemático de simulación de la calidad del agua puede predecir el cloro residual y el tiempo de residencia para todos los puntos de la red, y así evaluar el nivel de THMs.