Implementación de un modelo predictivo para la formación de trihalometanos en sistemas de abastecimiento. Propuesta de soluciones tecnológicas y herramientas de ayuda para la gestión del riesgo sanitario

Resumen

Los trihalometanos (THMs) son subproductos de desinfección (DBPs) formados por la reacción de los derivados del cloro del agua potable con sus precursores que pueden ser materia orgánica o bromuros. La exposición prolongada en el tiempo a elevadas concentraciones de THMs supone un riesgo para la salud humana debido a su potencial cancerígeno y mutagénico. Por este motivo, la regulación de los THMs en los sistemas de abastecimiento de agua potable resulta esencial. En España la concentración de THMs en el agua potable se encuentra regulada desde 2003 por el Real Decreto 902/2018, de 20 de julio, por el que se modifica el Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, sobre criterios sanitarios de las aguas de consumo, a través de esta legislación se establece el nivel máximo admisible de THMs en las redes de abastecimiento de agua en 100 μg/l. Esto ha generado que las investigaciones busquen alternativas tecnológicas y económicamente viables para reducir la concentración de THMs en redes de abastecimiento de agua potable. En esta investigación se realiza un compendio de las tecnologías disponibles, y se analizan específicamente tres de ellas, basándonos en datos experimentales recopilados en empresas relacionadas con el sector del agua: • Sistema TRS (Trihalomethanes Removal System) • Desorción directa con aire • Electroadsorción de bromuro De igual modo se ha analizado en detalle, como mecanismo preventivo, el modelo de predicción ESTRIHALO, desarrollado por empresas relacionadas con el sector del agua (Agbar) y la Universidad de Granada. Este modelo busca convertirse en una herramienta para alertar sobre posibles incrementos en la concentración de THMs que llegan a los consumidores y permitir tomar acciones con antelación a los gestores del agua potable, ajustando parámetros operativos de una forma económicamente viable. Dicho modelo resulta especialmente útil para instalaciones de menor tamaño, en las cuales los costos asociados al monitoreo de THMs son elevados. Los análisis estadísticos de los modelos predictivos reflejan porcentajes de fiabilidad (R2) de hasta un 70 % en la teoría, dado por el programa estadístico. Mientras que, al incluir los algoritmos de los modelos en los sistemas informáticos de los sistemas de abastecimiento, se ha conseguido un porcentaje de acierto de hasta un 89 % al validar los valores reales de la concentración de THMs con los pronosticados por los modelos. El Sistema TRS (Trihalomethanes Removal System) basa su funcionamiento en la volatilidad de los trihalometanos. El propósito de esta tecnología es la eliminación directa de los THMs ya formados mediante la pulverización del agua en microgotas, favoreciendo su difusión en el aire. Con los datos obtenidos en la prueba piloto y durante su funcionamiento en del depósito de Castelldefels (Barcelona), el sistema TRS ha demostrado ser una alternativa viable para eliminar cerca del 50% de la concentración de THMs. El sistema de desorción directa de THMs ha sido desarrollado en la Región de Murcia para reducir la concentración de THMs mediante desorción directa por aire. Al igual que el sistema TRS, basa su funcionamiento en la volatilidad de los THMs ya formados en el agua. En este caso, se inyecta aire desde la base del depósito para generar microburbujas capaces de favorecer la difusión de los THMs hacia la superficie del depósito. Esta tecnología fue desarrollada como respuesta al incremento de la concentración de THMs en el agua potable de Murcia, que se han ido observando en los últimos años. Busca mantener niveles bajos de THMs en toda la red de abastecimiento por medio de la instalación de equipos de desorción automatizados en depósitos intermedios. En cuanto al tratamiento de precursores de formación de THMs, se ha demostrado en experimentos en laboratorio que la electroadsorción de bromuros puede alcanzar valores de eliminación de THMs de entre el 43% y 53%. Este método se basa en la potenciación de la capacidad adsorbente de filtros de carbón activo mediante la aplicación de un campo eléctrico. Sin embargo, requiere de mayor investigación para determinar si estos rendimientos se pueden alcanzar a una escala industrial.