Agua de bebida saludable por tubería: una misión (casi) imposible

Concha Germán Bes. Diplomada en Enfermería y Master en Salud Pública por la Escuela Andaluza.
Mariano Gracia Ortubia. Doctor en Ciencias Químicas y Diplomado en Sanidad.
Juan José Marcén Letosa. Licenciado en Medicina, especialista en Microbiología.

Zaragoza (España), 1998 [1].

R E S U M E N

Introducción

• para captar grandes cantidades de agua de calidad.
  
• para evitar epidemias de microbios cloro-resistentes.
  
• para realizar inocuos tratamientos de potabilización.
  
• en la red de tuberías y en los circuitos domésticos.
  
• en la vigilancia y control analítico.

Mientras no se cambie de actitud, la tecnología disponible es incapaz de eliminar estos riesgos. Ante la exigencia de abastecimientos por tuberías, de aguas de alta calidad, en gran cantidad, para usos indiscriminados (uniformidad), surge la alternativa de distintos suministros de aguas, de calidades diferentes, para usos diferentes (diversidad).

1. Dificultades para captar grandes cantidades de agua de calidad.

Empeoramiento de la calidad en las aguas naturales
Las aguas naturales reciben y transportan crecientes cantidades de excretas biológicas. El sistema de vertido por colectores, de indudable comodidad para los usuarios, es altamente contaminante, incluso con las actuales Depuradoras de Aguas Residuales.

El desarrollo industrial ha supuesto el envenenamiento generalizado de las aguas naturales, agravado por las "modernas" prácticas agrícolas. Las industrias vierten al ambiente residuos peligrosos, la mayoría de los cuales resultan difíciles de evidenciar y evaluar; la agricultura industrial, además de insaciable consumidora de aguas, contamina los cauces y acuíferos con abonos de síntesis y distintos biocidas (herbicidas, Insecticidas...). Los domicilios urbanizados contribuyen a la contaminación química con el vertido de grasas, fosfatos y biocidas (medicamentos, detergentes y desinfectantes).

Dificultades en los nuevos sistemas de captación y conducción
Los pantanos artificiales pueden padecer acidificación, eutrofización, escorrentías, colmatación y estratificación anóxica. La creciente disponibilidad de agua para regadíos no vitales supone mayor consumo y contaminación de las aguas. Los canales de cemento no suelen oxigenarse; la reducción de fangos y biocapas limitan la adsorción de metales tóxicos y los procesos naturales de depuración.

2. Dificultades para evitar epidemias de microbios cloro-resistentes

3. Dificultades para realizar tratamientos inocuos de potabilización

En la decantación
De interés sanitario preferente en la clarificación y en la eliminación de virus (de pequeño tamaño, capaces de atravesar los filtros de arena y de variada resistencia a los desinfectantes). Los fallos en la decantación suelen suceder en invierno, con aguas claras y temperaturas bajas, lo que coincide con las preferencias ambientales de muchos de los virus patógenos.

El procedimiento decantador, tan necesario para evitar la transmisión de estas epidemias, puede ser muy contaminador. La introducción de extrañas substancias químicas en el agua suele comenzar con una potente pre-cloración (2-10 mg/L) que, en presencia de la inevitable materia orgánica, origina la formación de peligrosos compuestos clorados (Tri-Halo-Metanos), que no se retienen en las sucesivas fases de potabilización; no biodegradables y de comprobada mutagenicidad, su acumulación en las reservas humanas de grasa suponen un riesgo de incalculables consecuencias. La alúmina constituye el principal agente floculante, ampliamente utilizado en las plantas potabilizadoras. La contaminación de las aguas tratadas con Aluminio aumenta la ingesta diaria de esta substancia química de demostrada neurotoxicidad; desde hace 20 años se debate su incidencia en el aumento de casos de enfermedades mentales. El conjunto de los resultados aboga por una correlación positiva, aunque débil, entre el riesgo de Alzheimer y el índice de Aluminio del agua de la bebida [Berr, 1998]. Otras substancias empleadas en la decantación (poli-electrolitos) pueden suponer riesgos añadidos a los ya descritos, precisando estudios toxicológicos a largo plazo.

En la filtración
La filtración a través de lechos de arena elimina los medianos y grandes quistes de protozoos, muy resistentes a la cloración. La ausencia o deficiencias en la filtración ocasiona epidemias de parasitosis (amebisis, giardiasis y criptosporidiosis) de dificil control. La contaminación por sílice, producida en los filtros de arena tiene escasa incidencia en la salud humana. Los riesgos se incrementan cuando los lechos no se limpian con regularidad, con lo que se contaminan con biocapas indeseables. Este riesgo es muy elevado en los casos de filtros de Carbón activo, empleados para adsorber cloro y otras substancias químicas, y que se transforman con rapidez en un medio de cultivo microbiano.

En la desinfección
La desinfección de las aguas es sinónimo de Cloración. El bajo coste, la comodidad de uso y la eficacia del cloro contra algunas bacterias patógenas han impuesto este desinfectante. Otros procedimientos de desinfección no son aplicables en la mayoría de los abastecimientos. La ozonización no resulta tan eficiente como la cloración, además de su difícil manejo y ausencia de efecto residual. La esterilización por rayos ultravioleta sólo es inaplicable en abastecimientos urbanos. La simple cloración de las aguas es suficiente para limitar la extensión de muchas epidemias clásicas (Cólera, Disentería bacilar, Fiebres Tifoideas), lo que ha significado importantes reducciones de mortalidad y morbilidad; pero las limitaciones de la cloración se evidencian en las recientes epidemias producidas por grupos de microbios resistentes. La persistencia de Cloro residual en la red de aguas ha supuesto uno de los paradigmas más apreciados en Ingeniería Sanitaria. Se ha supuesto que la presencia de desinfectante circulante garantiza la higienización de la red de distribución, infravalorando los riesgos que el cloro y sus derivados suponen para la salud. Numerosos estudios toxicológicos coinciden en señalar efectos tóxicos secundarios a la cloración de las aguas [García-Villabona, 1990], [Bull, 1995]

4. Dificultades en la red de tuberías y en los circuitos domésticos

• El Plomo se ha demostrado muy peligroso para la salud. La distinta reactividad de las aguas, y la variable predisposición de las personas han dificultado los estudios epidemiológicos; en la actualidad se preconiza la substitución total de todas las tuberías de plomo, habiéndose previsto un coste billonario para España.
  
• El Cobre, genera compuestos tóxicos (cloruro y sulfato) que provocan alteraciones digestivas e impregnaciones en los huesos [Suros, 1968].
  
• Las tuberías de Hierro se corroen con facilidad, fomentando la formación de biocapas; el crecimiento de microbios hierro-dependientes, como Legionella, supone un riesgo adicional a las aguas de abastecimiento.
  
• Las tuberías de cemento se permeabilizan en suelos salinos, permitiendo la contaminación externa antes de que se detecten las averías. La extendida presencia de fibras de amianto en los abastecimientos de aguas se contempla con preocupación [Alleman y Mossman, 1997]
  
• Los distintos materiales plásticos, sobre todo el PVC, liberan monómeros al agua; su empleo en los envases de agua alimentaria están siendo sometido a revisión.

• Los materiales de construcción de los depósitos domésticos liberan substancias peligrosas a las aguas contenidas: Fibras de amianto en los viejos y abundantes depósitos de uralita, formaldehído y ftalatos en los depósitos de poliester, PVC...
  
• La situación de los depósitos domésticos en cubiertas y tejados suponen la descloración de las aguas.
  
• El deterioro o ausencia de cubierta en los depósitos suponen contaminaciones con algas, caída de polvo y animales.

• Los descalcificadores retiran el calcio, bién tolerado por los humanos, y lo substituyen por sal, no deseable en muchas ocasiones.
  
• Los termos de agua caliente se contaminan con Legionella.
  
• Los filtros domésticos que no se limpian con frecuencia, fomentan el crecimiento de microbios peligrosos.

5. Dificultades en la vigilancia y control analítico

La complejidad de las redes generales
Las redes de aguas urbanas presentan enorme complejidad, lo que dificulta su eficiencia, vigilancia y control.

Redes de distintas generaciones: en la mayoría de las ciudades de nuestro entorno, coexisten instalaciones realizadas en los últimos cien años. Los distintos trayectos, profundidades, materiales y calibres se entremezclan en el subsuelo de las calles. La distinta liberación de materiales al agua contenida; la presencia de corrosión y obstáculos; la distinta reactividad, consumo del Cloro y otros aditivos... son variables de dificil estimación.

La red mallable: la interconexión de redes formando mallas es un ideal de los abastecimientos de aguas, ya que así se asegura el suministro de agua en un lugar cuando el camino principal se corta. El concepto de malla contradice la idea de que el agua se desplaza por un árbol jerarquizado de tuberías. El control de contaminaciones se dificulta cuando a cada punto de muestreo le llegan aguas de varios ramos.

Las oscilaciones en la red: Los componentes disueltos en las aguas no se distribuyen de modo homogéneo; en grandes volúmenes y, sobre todo, en una red de abastecimiento, la concentración de cloro presenta picos espaciales y temporales. Los sistemas automáticos de cloración son incapaces de mantener el nivel prefijado, sino que oscilan por encima y por debajo de ese nivel; si el margen de actuación es estrecho (si la concentración eficaz está cerca de la peligrosa), los picos de las oscilaciones suponen riesgos para la salud de las personas.

Las frecuentes averías: Casi todas las averías en la red de abastecimiento interrumpen la salubridad de las aguas. El caso más grave sucede cuando entran vertidos en la red de potables; se considera que el cloro residual actúa "desinfectando la tubería", pero no podemos saber proporciones de la mecla, la rapidez del consumo, la llegada de microbios resistentes al cloro, las substancias toxicas que aceden o se producen en la avería... Otros casos más frecuentes suponen contaminación con tierras y otros componentes extraños, que empeoran la calidad de las aguas. La simple interrupción del suministro altera el sutil equilibrio existente dentro de las tuberías (reflujo de otras tuberías, filtraciones del exterior, pérdida del desinfectante...). No hay costumbre de advertir a la población sobre el riesgo que supone beber agua después de una avería prolongada.

Las redes domésticas
Habitualmente sólo se controla la trama mayor de la red urbana. Este control es muy rentable en el caso de redes jerarquizadas (poco malladas), pues con pocas muestras se puede vigilar la calidad del agua consumida por mucha población. Pero al centrar la vigilancia en la trama mayor se ignora la fuente más importante de incidencias y averías: las redes domésticas. Un programa de vigilancia para los abastecimientos domésticos puede detectar muchas situaciones anómalas, pero incluye poca población por jornada de muestreo. En el Seminario sobre Microbiología de aguas de abastecimiento [Ministerio de Sanidad y Consumo, 1996] se concluía que "La finalidad de un abastecimiento es garantizar la calidad del agua hasta el grifo del consumidor", para añadir: "¿quién se va a encargar del control del agua domiciliaria?, ¿quién se va a encargar de tomar las medidas y los costes que conlleven los problemas derivados dentro de las redes domiciliarias?"

La limitaciones de la técnica analítica:
Las técnicas analíticas presentan variada complejidad, sensibilidad y certeza. Los laboratorios que se dedican al Control de los abastecimientos de aguas no suelen disponer sino de unos pocos procedimientos. Desde principio de siglo se cuentan con técnicas relativamente sencillas para investigar la presencia de media docena de bacterias que indican contaminación. Las técnicas y el significado de las "bacterias indicadoras" de contaminación fecal siguen siendo inseguras, pero han resultado útiles para vigilar las epidemias bacterianas clásicas. Sin embargo, están por decidir las técnicas para detectar la presencia de virus y parásitos en las aguas de abastecimiento. En los pocos casos que se han investigado, los resultados indican que estos agentes están a veces en las aguas de grifo [Miralles, 1995]. Muchas epidemias "leves" han pasado desapercibidas por dificultades técnicas. En otros casos se invierte la vigilancia epidemiológica, de tal modo que no se controla la presencia de agentes hasta que se ha producido una epidemia demostrada. Así sucede con Legionella, frecuente contaminante en los abastecimientos domésticos investigados (hasta el 50% de las muestras de termos, duchas y depósitos), pero tiene que evidenciarse primero la epidemia para establecer los controles específicos, como sucedió en la reciente epidemia de Alcalá de Henares [Boletín Epidemiológico Semanal, 1996]; puede suponerse que los casos aislados, no epidémicos, pasan desapercibidos.

6. Evolución de las Normativas de Aguas de Abastecimientos

El análisis de la evolución se basa en el cuadro adjunto (cuadro 1), que incluye sólo algunas sustancias significativas, para mayor claridad, y permite efectuar algunas consideraciones:

1. El periodo de aplicación de estas reglamentaciones es relativamente corto: 30 años.
   
2. El número de características físico-Químicas tiende a crecer, incluso en la propuesta de Directiva, que parece que cuantifica menos (incluye 11 nuevas), pero que obliga a los estados a incluir otros parámetros si lo exigen la protección de la salud u otras directivas relacionadas con la calidad de aguas.
   
3. El número de características microbiológicas se mantiene estable.
   
4. Las concentraciones máximas admisibles tienden a reducirse o mantenerse. Sólo en un caso (cianuros) se aumenta.

Características	RD 14/9/1920	D2484/1967 Cód. Alimentario	RD 1423/1984 Aguas Potables	RD 1138/ 1990 Aguas Potables	Prop.Directiva (revisión 2000)
N. Total físico-químicas	15	27	41	51	37
Nitratos, mg/L	20	30	20-25	25-50	50
Resíduo, mg/L	500	1500	1500	1500	-
Cobre, mg/L	-	1,5	0,1	0,1	2,0
Cadmio, mg/L	-	-	0,005	0,005	0,005
Aluminio, mg/L	-	-	0,2	0,2	0,2
Plomo, mg/L	-	-	0,05	0,05	0,01
Selenio, mg/L	-	0,05	0,02	0,01	0,01
Plaguicidas, mg/L	-	-	0,0001	0,0001	0,0001
N. Total Microbiología	-	6	5	6	5
Coliformes/100ml	-	2	0	0	0
Clostridium/20ml	-	2	0-1	0-1	0

Sustancia	Agua Reactivo Analítico	Aguas Abastecimiento RD 1138 / 1990	Propuesta de la Directiva CEE
Amonio, mg/L	0.01	0.05-0.5	0.5
Cadmio, mg.10e-3/L	1	5	5
Plata, mg.10e-3/L	0.4	10	-
Antimonio, mg.10e-3/L	1	10	3
Arsénico, mg.10e-3/L	2	50	10
Cobre, mg.10e-3/L	0.4	100	2
Mercurio, mg.10e-3/L	* Nota	1	1
Suma metales mg.10e-3/L Cu, Ni, Zn, Cr, Cd	50	355?	87?

Nota: La concentración de impurezas de metales varía entre 0,1 y 10 mg/L.

¿Hasta dónde se puede llegar en las exigencias para las concentraciones de sustancias de los sistemas de tratamiento y distribución?. Es ilustrativo comparar algunos límites de la normativa actual o prevista, con la calidad exigida al agua usada en laboratorio, como reactivo analítico de alta pureza (cuadro 2). Para varias de las sustancias de mayor relevancia toxicológica se está intentando producir y distribuir, por las conducciones de las ciudades, agua con exigencias de pureza similares a la del agua analítica, cuya producción y manipulación en laboratorio se realiza en condiciones difícilmente comparables.

Método de selección de las sustancias
Otro aspecto relevante, relacionado con la normativa de de vigilancia, es el método de selección de las sustancias a incluir en ella y la definición de las concentraciones máximas admisibles; los criterios que se aplican son:

• evidencia de que las sustancias son potencialmente peligrosas
  
• concentración a la que se encuentran en el agua de bebida
  
• frecuencia con que aparecen
  
• facilidad con que se miden
  
• facilidad con que puede controlarse la concentración en el agua.

• Contaminantes de la fuente de agua.
  
• Contaminantes introducidos en el tratamiento.
  
• Contaminantes introducidos en la distribución

En estas condiciones, no parece muy acertado considerar los valores de la normativa como dogmas que garantizan inequívocamente la salud de la población sino como compromisos sociales para definir un riesgo aceptable. Un ejemplo clásico es la presencia de organoclorados volátiles en agua. Su toxicologia es conocida lo mismo que su presencia en aguas cloradas pero aún está por aprobar la norma europea que los limite en el agua de consumo. La siguiente reivindicación sanitaria será rebajar la concentración admisible, reducir la presencia de precursores, eliminarlos con tratamientos posteriores pero es evidente que la única forma segura de evitarlos es no clorar el agua o usar aguas saneadas naturalmente.

7. Hacia el final de una época

"En el año 1877, los ingenieros del agua alemanes (...) en el encuentro anual de su asociación, argumentaron que (...) el sistema de un solo grifo llevaría a un uso de cantidades cada vez mayores de agua de la mejor calidad para todos los usos"

"Los actuales métodos de gestión de agua sólo pueden desplazar temporal y espacialmente la inevitable crisis. Estos métodos no atacan las causas (...) la sociedad necesita métodos y actitudes totalmente nuevos para afrontar el abastecimiento de aguas; estos enfoques tienen que atacar las causas en vez de tratar los síntomas"

"El debate científico aún trata por separado los problemas interdependientes de Calidad y Cantidad (...) la distinción entre estos dos aspectos contribuiría al desarrollo de unas normas de gestión más sensatas y apropiadas".

En este trabajo no proponemos el empleo exclusivo de aguas envasadas comerciales, como único remedio a los riesgos del agua de grifo, sino que planteamos la necesidad de beber aguas que no se hayan distribuido por los actuales abastecimientos. Algunas alternativas para el agua de boca ya se han utilizado con anterioridad, y se pueden mejorar con tecnología actual (materiales que son inocuos y resistentes a la higienización con vapor de agua):

• Cisternas para el transporte de agua de alta calidad.
  
• Depósitos enterrados, con tabiques de separación para permitir su frecuente limpieza.
  
• Sistemas de garrafas o bidones recuperables.

Conclusión

La bebida habitual de agua de los actuales abastecimientos supone riesgos para la salud que se pueden evitar cuando se supere el paradigma actual (abastecimientos por tuberías, de aguas de alta calidad, en gran cantidad, para usos indiscriminados). El necesario cambio de mentalidad debe orientarse hacia abastecimientos diversificados de aguas, contemplando al agua de bebida como un alimento. La coexistencia de diversos sistemas de abastecimiento de aguas permite adecuar la calidad a los usos, racionalizar los costes, y minimizar los riesgos sanitarios.

Referencias bibliográficas

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Fecha de referencia: 5-11-1999