DESINFECCION Tres razones fundamentales para el mantenimiento de un desinfectante residual en el sistema de distribución: Tres razones fundamentales para el mantenimiento de un desinfectante residual en el sistema de distribución: Prevenir o limitar el recrecimiento de bacterias indicadoras o patógenos oportunistas en el sistema Prevenir o limitar el recrecimiento de bacterias indicadoras o patógenos oportunistas en el sistema Inactivar microorganismos que puedan entrar al sistema a través de una contaminación Inactivar microorganismos que puedan entrar al sistema a través de una contaminación Proteger la integridad del sistema detectando intrusiones más rápidamente que el monitoreo bacteriológico Proteger la integridad del sistema detectando intrusiones más rápidamente que el monitoreo bacteriológico Elegir un oxidante para mantener un residual en el sistema de distribución involucra los siguientes aspectos: Elegir un oxidante para mantener un residual en el sistema de distribución involucra los siguientes aspectos: Máxima estabilidad residual Máxima estabilidad residual Máximo control del biofilm Máximo control del biofilm Mínima toxicidad directa Mínima toxicidad directa Mínima formación de subproductos Mínima formación de subproductos

COMPORTAMIENTO MICROBIANO La mortalidad espontánea de las bacterias en un medio oligotrófico se describe como un fenómeno exponencial de primer orden en equilibrio con la multiplicación, el número de bacterias en un tiempo dado dependerá del balance de estos dos fenómenos La mortalidad espontánea de las bacterias en un medio oligotrófico se describe como un fenómeno exponencial de primer orden en equilibrio con la multiplicación, el número de bacterias en un tiempo dado dependerá del balance de estos dos fenómenos Cuando no hay mortalidad y crecimiento aparentes se llama a dicho estado bacteriostático y se puede encontrar frecuentemente en el agua de distribución conteniendo una concentración de desinfectante residual Cuando no hay mortalidad y crecimiento aparentes se llama a dicho estado bacteriostático y se puede encontrar frecuentemente en el agua de distribución conteniendo una concentración de desinfectante residual Los factores externos tales como: pH, temperatura, mineralización del agua, presencia de nutrientes, tenor de oxígeno, competencia entre especies, influyen en el equilibrio entre crecimiento y muerte bacteriana Los factores externos tales como: pH, temperatura, mineralización del agua, presencia de nutrientes, tenor de oxígeno, competencia entre especies, influyen en el equilibrio entre crecimiento y muerte bacteriana En el caso del agua de distribución la temperatura es un factor importante para la estabilidad del agua y el crecimiento se torna dominante a temperaturas entre 15 a 17°C para ambiente oligotróficos (a base de una fuente externa de carbono) En el caso del agua de distribución la temperatura es un factor importante para la estabilidad del agua y el crecimiento se torna dominante a temperaturas entre 15 a 17°C para ambiente oligotróficos (a base de una fuente externa de carbono)

MODOS DE ACCION DE LOS DESINFECTANTES Su actividad antimicrobiana se debe a su interacción con un componente esencial para mantener la estructura celular o la actividad metabólica del microorganismo. Las etapas que se producen son. Su actividad antimicrobiana se debe a su interacción con un componente esencial para mantener la estructura celular o la actividad metabólica 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 célula microbiana Contacto efectivo: entre el desinfectante y el MO para que el producto llegue en cc suficiente a la célula microbiana Captación o absorción: del producto por el MO a través de uniones iónicas o covalentes, puente de H o fuerzas de Van der Waals Captación o absorción: del producto por el MO a través de uniones iónicas o covalentes, puente de H o fuerzas de Van der Waals Penetración: en la célula bacteriana dependiendo de la existencia de lípidos o sustancias hidrofilicas y lipofílicas en la pared celular y de la forma o estado del organismo (formas vegetativas o esporuladas) Penetración: en la célula bacteriana dependiendo de la existencia de lípidos o sustancias hidrofilicas y lipofílicas 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 acción sobre la membrana se caracteriza por pérdida de sustancias intracelulares de bajo PM lo que se traduce en la destrucción celular o la paralización de la reproducción bacteriana (bacteriostasis) Reacciones con la membrana y con el citoplasma: las acción sobre la membrana se caracteriza por pérdida de sustancias intracelulares de bajo PM lo que se traduce en la destrucción celular o la paralización de la reproducción bacteriana (bacteriostasis) Efectos sobre el metabolismo bacteriano: afectando la permeabilidad de la membrana y la disponibilidad de metabolitos, enzimas y proteínas esenciales Efectos sobre el metabolismo bacteriano: afectando la permeabilidad de la membrana y la disponibilidad de metabolitos, enzimas y proteínas esenciales

EFICACIA DE LA DESINFECCION Tipo y concentración 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 concentración de MO es significativa ya que cuando hay un número elevado en un volumen dado (densidad) puede dar lugar a una demanda insatisfecha, la aglomeración o aglutinamiento de MO puede constituirse en una barrera contra la penetración adecuada del desinfectante Tipo y concentración 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 concentración de MO es significativa ya que cuando hay un número elevado en un volumen dado (densidad) puede dar lugar a una demanda insatisfecha, la aglomeración o aglutinamiento de MO puede constituirse en una barrera contra la penetración adecuada del desinfectante Tipo y concentración del desinfectante: la inactivación de una especie de organismo por un desinfectante determinado es proporcional a la cc de dicho desinfectante y al tiempo de reacción: la eficacia del desinfectante disminuye a medida que aumenta su dilución y decrece el tiempo de reacción Tipo y concentración del desinfectante: la inactivación de una especie de organismo por un desinfectante determinado es proporcional a la cc de dicho desinfectante y al tiempo de reacción: la eficacia del desinfectante disminuye a medida que aumenta su dilución y decrece el tiempo de reacción Tiempo de contacto establecido: en teoría el índice de mortandad de los MO es constante aunque en la práctica aumenta o disminuye en función del tiempo. Cualquier disminución puede deberse a variaciones de la resistividad de las células de la misma especie a la reducción de la cc o bien a presencia de interferencias y factores análogos y un aumento puede deberse a un impedimento del desinfectante para penetrar las células y a la dependencia del índice de mortandad con el tipo y cc del desinfectante dentro de dichas células. Tiempo de contacto establecido: en teoría el índice de mortandad de los MO es constante aunque en la práctica aumenta o disminuye en función del tiempo. Cualquier disminución puede deberse a variaciones de la resistividad de las células de la misma especie a la reducción de la cc o bien a presencia de interferencias y factores análogos y un aumento puede deberse a un impedimento del desinfectante para penetrar las células y a la dependencia del índice de mortandad con el tipo y cc del desinfectante dentro de dichas células.

EFICACIA DE LA DESINFECCION Características químicas : el carácter del agua ejerce una influencia considerable sobre los procesos de desinfección. Los MO rodeados o incrustados en el material de suspensión pueden ser inasequibles a los desinfectantes químicos y a la radiación UV. Si el desinfectante es un oxidante la presencia de materia orgánica y de otros materiales oxidables disminuirá la cantidad de desinfectante disponible para atacar los MO lo que da lugar en algunos casos a la formación de compuestos de capacidad germicida nula o disminuida Características químicas : el carácter del agua ejerce una influencia considerable sobre los procesos de desinfección. Los MO rodeados o incrustados en el material de suspensión pueden ser inasequibles a los desinfectantes químicos y a la radiación UV. Si el desinfectante es un oxidante la presencia de materia orgánica y de otros materiales oxidables disminuirá la cantidad de desinfectante disponible para atacar los MO lo que da lugar en algunos casos a la formación de compuestos de capacidad germicida nula o disminuida Temperatura del agua: ejerce una marcada influencia sobre el proceso de desinfección, por regla general cuanto más alta sea la temperatura más elevado será el índice de desinfección Temperatura del agua: ejerce una marcada influencia sobre el proceso de desinfección, por regla general cuanto más alta sea la temperatura más elevado será el índice de desinfección Respuesta de los MO a la acción del desinfectante: se puede traducir en muerte microbiana, inhibición irreversible o inhibición reversible del crecimiento o multiplicación (actividad bacteriostática) Respuesta de los MO a la acción del desinfectante: se puede traducir en muerte microbiana, inhibición irreversible o inhibición reversible del crecimiento o multiplicación (actividad bacteriostática)

CRITERIOS DE VALORACION DE UN DESINFECTANTE Aptitud del desinfectante para destruir las clases y el número de los MO presentes dentro del tiempo de contacto disponible, la gama de temperaturas del agua existentes y las fluctuaciones previstas en la composición, concentración y condición del agua tratada Aptitud del desinfectante para destruir las clases y el número de los MO presentes dentro del tiempo de contacto disponible, la gama de temperaturas del agua existentes y las fluctuaciones previstas en la composición, concentración y condición del agua tratada Pronta disponibilidad del desinfectante en el mercado a un costo razonable Pronta disponibilidad del desinfectante en el mercado a un costo razonable Inocuidad para el ser humano en las concentraciones de uso en agua potable sin comunicar al agua propiedades tóxicas o desagradables, tanto por su ingestión continua o esporádica, como en su manipulación o contacto con superficies corporales Inocuidad para el ser humano en las concentraciones de uso en agua potable sin comunicar al agua propiedades tóxicas o desagradables, tanto por su ingestión continua o esporádica, como en su manipulación o contacto con superficies corporales Capacidad del desinfectante para permanecer en concentraciones residuales para evitar cualquier posibilidad de recontaminación cuando ésta pudiera ser importante, como en el caso de los sistemas de distribución de agua potable Capacidad del desinfectante para permanecer en concentraciones residuales para evitar cualquier posibilidad de recontaminación cuando ésta pudiera ser importante, como en el caso de los sistemas de distribución de agua potable Adaptabilidad de técnicas de valoraciones prácticas, reproducibles, rápidas y exactas para determinar la concentración de desinfección, para el control operativo del proceso de tratamiento y como medida de la eficacia desinfectante Adaptabilidad de técnicas de valoraciones prácticas, reproducibles, rápidas y exactas para determinar la concentración de desinfección, 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 nitrificación (+) Trabaja mejor que el cloro en superficies de hierro OxidanteEstabilidad residual Límite (mg/l) (EPA) Control de Biofilm Sub- productos Cloro Libre Muy bueno4.0BuenoPobre Dióxido de cloro Bueno0.8Bueno Cloraminas Excelente (*)4.0Muy bueno

OXIDANTES USADOS PARA MANTENER UN RESIDUAL Cloro libre: es aun la elección dominante en ambos hemisferios, pero tiene una pobre performance respecto a la formación de subproductos salvo que se limiten los precursores en la fuente de captación o se reduzca en forma sustancial durante el tratamiento. Cloro libre: es aun la elección dominante en ambos hemisferios, pero tiene una pobre performance respecto a la formación de subproductos salvo que se limiten los precursores en la fuente de captación o se reduzca en forma sustancial durante el tratamiento. Monocloraminas: puede estar sujeto a nitrificación en sistema de distribución en particular con altas temperaturas, exceso de amonio, hay que mantener una relación correcta entre cloro y amonio para no estimular las bacterias oxidantes del amonio en la distribución. Se usan cuando los precursores (materia orgánica natural) son muy altos o cuando el control del biofilm es problemático. Son efectivas en climas fríos y sus residuales son muy estables Monocloraminas: puede estar sujeto a nitrificación en sistema de distribución en particular con altas temperaturas, exceso de amonio, hay que mantener una relación correcta entre cloro y amonio para no estimular las bacterias oxidantes del amonio en la distribución. Se usan cuando los precursores (materia orgánica natural) son muy altos o cuando el control del biofilm es problemático. Son efectivas en climas fríos y sus residuales son muy estables Dióxido de cloro: su toxicidad y la de sus sub-productos de oxidación lo limitan, se profundizan los estudios toxicológicos para ampliar su aplicación en el futuro Dióxido de cloro: su toxicidad y la de sus sub-productos de oxidación lo limitan, se profundizan los estudios toxicológicos para ampliar su aplicación en el futuro

% INACTIVACIÓN DE BACTERIAS TOTALES Concentración inicial de bacterias entre 0.5 a 1x10 4 por ml AgenteTiempo de contacto (minutos) pH=6pH=8 Cloro (1.3mg/l) > No medida Cloramina (preformada) (1.6mg/l) >99.99 Cloramina (formada in situ) (1.6mg/l) >99.99 No medida

INACTIVACION QUIMICA POR DESINFECCION Es expresada comúnmente como el valor de Ct donde: Es expresada comúnmente como el valor de Ct donde: k = C x t C = concentración del desinfectante C = concentración del desinfectante t = tiempo de contacto t = tiempo de contacto K = constante para el microorganismo específico bajo condiciones específicas de pH y temperatura (mg x l -1 x min -1 ) K = constante para el microorganismo específico bajo condiciones específicas de pH y temperatura (mg x l -1 x min -1 ) A mayor tiempo, mayor oportunidad de contacto y por lo tanto mayor acción A mayor tiempo, mayor oportunidad de contacto y por lo tanto mayor acción A mayor temperatura, mayor eficacia 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% inactivación a 5°C a excepción de Giardia lamblia y Cryptosporidum parvum ND: no hay datos Organismo Cloro libre (pH 6-7) Cloramina preformada (pH8-9) Dióxido de cloro (pH 6-7) Ozono (pH 6-7) E. Coli Poliovirus Rotavirus Fago f ND G. lamblia G. muris C. parvum

OZONO RADIACION UV Ozono: es muy efectivo para formas resistentes o esporuladas (bacterias y protozoos). Es costosa su formación por la alta demanda de energía eléctrica Ozono: es muy efectivo para formas resistentes o esporuladas (bacterias y protozoos). Es costosa su formación por la alta demanda de energía eléctrica 3 O 2 2 O 3 No deja residual, es necesaria la aplicación de un segundo desinfectante residual No deja residual, es necesaria la aplicación de un segundo desinfectante residual Forma sub-productos en presencia de Bromuros (Br - ) como bromoformo y ácido acéticos brominados, se desconoce la toxicidad de dichos sub- productos hasta el momento Forma sub-productos en presencia de Bromuros (Br - ) como bromoformo y ácido acéticos brominados, se desconoce la toxicidad de dichos sub- productos hasta el momento Es útil en procesos de pre-oxidación de materia orgánica en agua de captación junto al empleo de Carbón activado Es útil en procesos de pre-oxidación de materia orgánica en agua de captación junto al empleo de Carbón activado

RADIACION ULTRAVIOLETA Radiación UV: produce la inactivación de MO por modificación de sus ácidos nucleicos, la más eficaz es la radiación a nm Radiación UV: produce la inactivación de MO por modificación de sus ácidos nucleicos, la más eficaz es la radiación a nm No forma sub-productos y tiene un poder germicida similar al cloro libre 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 pequeñas Limitaciones: no se usa en pretratamiento para aguas con alta turbiedad o coloreadas y se aplica en instalaciones pequeñas