DESINFECCIONTres razones fundamentales para el mantenimiento de un desinfectante residual en el sistema de distribucin: Prevenir o limitar el recrecimiento de bacterias indicadoras o patgenos oportunistas en el sistemaInactivar microorganismos que puedan entrar al sistema a travs de una contaminacinProteger la integridad del sistema detectando intrusiones ms rpidamente que el monitoreo bacteriolgicoElegir un oxidante para mantener un residual en el sistema de distribucin involucra los siguientes aspectos:Mxima estabilidad residualMximo control del biofilmMnima toxicidad directaMnima formacin de subproductos

COMPORTAMIENTO MICROBIANOLa mortalidad espontnea de las bacterias en un medio oligotrfico se describe como un fenmeno exponencial de primer orden en equilibrio con la multiplicacin , el nmero de bacterias en un tiempo dado depender del balance de estos dos fenmenosCuando no hay mortalidad y crecimiento aparentes se llama a dicho estado bacteriosttico y se puede encontrar frecuentemente en el agua de distribucin conteniendo una concentracin de desinfectante residualLos factores externos tales como: pH, temperatura, mineralizacin del agua, presencia de nutrientes, tenor de oxgeno, competencia entre especies, influyen en el equilibrio entre crecimiento y muerte bacterianaEn el caso del agua de distribucin la temperatura es un factor importante para la estabilidad del agua y el crecimiento se torna dominante a temperaturas entre 15 a 17C para ambiente oligotrficos (a base de una fuente externa de carbono)

MODOS DE ACCION DE LOS DESINFECTANTESSu actividad antimicrobiana se debe a su interaccin con un componente esencial para mantener la estructura celular o la actividad metablica del microorganismo. Las etapas que se producen son:Contacto efectivo: entre el desinfectante y el MO para que el producto llegue en cc suficiente a la clula microbianaCaptacin o absorcin: del producto por el MO a travs de uniones inicas o covalentes, puente de H o fuerzas de Van der WaalsPenetracin: en la clula bacteriana dependiendo de la existencia de lpidos o sustancias hidrofilicas y lipoflicas en la pared celular y de la forma o estado del organismo (formas vegetativas o esporuladas)Reacciones con la membrana y con el citoplasma: las accin sobre la membrana se caracteriza por prdida de sustancias intracelulares de bajo PM lo que se traduce en la destruccin celular o la paralizacin de la reproduccin bacteriana (bacteriostasis)Efectos sobre el metabolismo bacteriano: afectando la permeabilidad de la membrana y la disponibilidad de metabolitos, enzimas y protenas esenciales

EFICACIA DE LA DESINFECCIONTipo y concentracin de los organismos: las bacterias que no forman esporas son menos resistentes que los quistes y virus aunque hay variaciones entre las especies y sub especies. La concentracin de MO es significativa ya que cuando hay un nmero elevado en un volumen dado (densidad) puede dar lugar a una demanda insatisfecha, la aglomeracin o aglutinamiento de MO puede constituirse en una barrera contra la penetracin adecuada del desinfectanteTipo y concentracin del desinfectante: la inactivacin de una especie de organismo por un desinfectante determinado es proporcional a la cc de dicho desinfectante y al tiempo de reaccin: la eficacia del desinfectante disminuye a medida que aumenta su dilucin y decrece el tiempo de reaccinTiempo de contacto establecido: en teora el ndice de mortandad de los MO es constante aunque en la prctica aumenta o disminuye en funcin del tiempo. Cualquier disminucin puede deberse a variaciones de la resistividad de las clulas de la misma especie a la reduccin de la cc o bien a presencia de interferencias y factores anlogos y un aumento puede deberse a un impedimento del desinfectante para penetrar las clulas y a la dependencia del ndice de mortandad con el tipo y cc del desinfectante dentro de dichas clulas.

EFICACIA DE LA DESINFECCIONCaractersticas qumicas : el carcter del agua ejerce una influencia considerable sobre los procesos de desinfeccin. Los MO rodeados o incrustados en el material de suspensin pueden ser inasequibles a los desinfectantes qumicos y a la radiacin UV. Si el desinfectante es un oxidante la presencia de materia orgnica y de otros materiales oxidables disminuir la cantidad de desinfectante disponible para atacar los MO lo que da lugar en algunos casos a la formacin de compuestos de capacidad germicida nula o disminuidaTemperatura del agua: ejerce una marcada influencia sobre el proceso de desinfeccin, por regla general cuanto ms alta sea la temperatura ms elevado ser el ndice de desinfeccinRespuesta de los MO a la accin del desinfectante: se puede traducir en muerte microbiana, inhibicin irreversible o inhibicin reversible del crecimiento o multiplicacin (actividad bacteriosttica)

CRITERIOS DE VALORACION DE UN DESINFECTANTEAptitud del desinfectante para destruir las clases y el nmero de los MO presentes dentro del tiempo de contacto disponible, la gama de temperaturas del agua existentes y las fluctuaciones previstas en la composicin, concentracin y condicin del agua tratadaPronta disponibilidad del desinfectante en el mercado a un costo razonableInocuidad para el ser humano en las concentraciones de uso en agua potable sin comunicar al agua propiedades txicas o desagradables, tanto por su ingestin continua o espordica, como en su manipulacin o contacto con superficies corporalesCapacidad del desinfectante para permanecer en concentraciones residuales para evitar cualquier posibilidad de recontaminacin cuando sta pudiera ser importante, como en el caso de los sistemas de distribucin de agua potableAdaptabilidad de tcnicas de valoraciones prcticas, reproducibles, rpidas y exactas para determinar la concentracin de desinfeccin, para el control operativo del proceso de tratamiento y como medida de la eficacia desinfectante

OXIDANTES USADOS PARA MANTENER UN RESIDUAL

(*) Puede estar sujeto a nitrificacin(+) Trabaja mejor que el cloro en superficies de hierro

OxidanteEstabilidad residualLmite (mg/l) (EPA)Control de BiofilmSub-productosCloro LibreMuy bueno4.0BuenoPobreDixido de cloroBueno0.8BuenoBuenoCloraminasExcelente (*)4.0Muy bueno(+)Muy bueno

OXIDANTES USADOS PARA MANTENER UN RESIDUALCloro libre: es aun la eleccin dominante en ambos hemisferios, pero tiene una pobre performance respecto a la formacin de subproductos salvo que se limiten los precursores en la fuente de captacin o se reduzca en forma sustancial durante el tratamiento.Monocloraminas: puede estar sujeto a nitrificacin en sistema de distribucin en particular con altas temperaturas, exceso de amonio, hay que mantener una relacin correcta entre cloro y amonio para no estimular las bacterias oxidantes del amonio en la distribucin. Se usan cuando los precursores (materia orgnica natural) son muy altos o cuando el control del biofilm es problemtico. Son efectivas en climas fros y sus residuales son muy establesDixido de cloro: su toxicidad y la de sus sub-productos de oxidacin lo limitan, se profundizan los estudios toxicolgicos para ampliar su aplicacin en el futuro

% INACTIVACIN DE BACTERIAS TOTALES

Concentracin inicial de bacterias entre 0.5 a 1x10 4 por ml

AgenteTiempo de contacto (minutos)pH=6pH=8Cloro (1.3mg/l)1515306099.97-99.9999.99>99.99>99.99>99.9934-99No medidaCloramina (preformada) (1.6mg/l)515306040-74.491.1-97.598.5-99.699.97-99.975.6-83.393.4-99.9798.2-99.99>99.99Cloramina (formada in situ) (1.6mg/l)15153060>99.99>99.99>99.99>99.99>99.99No medida

INACTIVACION QUIMICA POR DESINFECCION

Es expresada comnmente como el valor de Ct donde:

k = C x t

C = concentracin del desinfectante t = tiempo de contacto K = constante para el microorganismo especfico bajo condiciones especficas de pH y temperatura (mg x l -1 x min -1 )

A mayor tiempo, mayor oportunidad de contacto y por lo tanto mayor accin

A mayor temperatura, mayor eficacia

VALORES DE CxT PARA LA INACTIVACION DE VARIOS MICROORGANISMOS POR DISTINTOS DESINFECTANTES

Nota: Todos los valores de CT son para el 99% inactivacin a 5C a excepcin de Giardia lamblia y Cryptosporidum parvumND: no hay datos

OrganismoCloro libre (pH 6-7)Cloramina preformada (pH8-9)Dixido de cloro (pH 6-7)Ozono (pH 6-7)E. Coli0.034-0.595-1800.4-0.750.02Poliovirus 11.1-2.5768-37400.2-6.70.1-0.2Rotavirus0.01-0.053806-64760.2-2.10.006-0.06Fago f20.08-0.18NDNDNDG. lamblia47-1502200260.5-0.6G. muris30-63014007.2-18.51.8-2.0C. parvum72007200785-10

OZONO RADIACION UVOzono: es muy efectivo para formas resistentes o esporuladas (bacterias y protozoos). Es costosa su formacin por la alta demanda de energa elctrica3 O 2 2 O 3

No deja residual, es necesaria la aplicacin de un segundo desinfectante residualForma sub-productos en presencia de Bromuros (Br -) como bromoformo y cido acticos brominados , se desconoce la toxicidad de dichos sub-productos hasta el momentoEs til en procesos de pre-oxidacin de materia orgnica en agua de captacin junto al empleo de Carbn activado

RADIACION ULTRAVIOLETA Radiacin UV: produce la inactivacin de MO por modificacin de sus cidos nucleicos , la ms eficaz es la radiacin a 254 nm No forma sub-productos y tiene un poder germicida similar al cloro libre Limitaciones: no se usa en pretratamiento para aguas con alta turbiedad o coloreadas y se aplica en instalaciones pequeas