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1.11: Sistema de Distribución de Calidad del Agua

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    Objetivos de aprendizaje

    • Describir los procedimientos de muestreo
    • Describir parámetros de calidad del agua
    • Explicar las causas de la degradación del agua en el sistema de distribución
    • Explicar la conexión cruzada
    • Explicar la corrosión
    • Describir los informes de datos
    • Esquema de resolución de problemas

    Muestreo

    Todas las regulaciones de agua potable se aplican a todos los sistemas públicos de agua. No importa si el sistema de agua es de propiedad pública o privada. Un sistema público de agua (PWS) se define como cualquier sistema que tenga las siguientes características:

    • Tiene al menos 15 conexiones de servicio
    • Sirve regularmente a un promedio de al menos 25 individuos diarios al menos 60 días al año

    Cualquier sistema de agua que brinde servicios para menos conexiones o personas que las que se describen en estas reglas no están cubiertos por la SDWA. También se excluyen otros individuos y residencias, como aquellos cuya agua es suministrada por un sistema de riego, minería o agua industrial. Sin embargo, independientemente del tamaño, todos los operadores deben esforzarse por proporcionar a los consumidores un agua potable para beber.

    Las regulaciones de agua potable también toman en cuenta el tipo de población atendida por el sistema y clasifican los sistemas de agua como sistemas comunitarios o no comunitarios. Por lo tanto, para entender qué requisitos se aplican a cualquier sistema específico, primero es necesario determinar si el sistema se considera un sistema comunitario o un sistema no comunitario.

    Un sistema de agua comunitario se define como un sistema público de agua que tiene las siguientes características:

    • Tiene al menos 15 conexiones de servicio utilizadas por residentes durante todo el año
    • Sirve regularmente al menos a 25 residentes durante todo el año

    Cualquier sistema público de agua que no sea un sistema de agua comunitario se clasifica como un sistema de agua no comunitario. Restaurantes, campamentos y hoteles podrían considerarse sistemas no comunitarios para fines de regulaciones de agua potable.

    Además de distinguir entre sistemas de agua comunitarios y no comunitarios, la EPA identifica algunos sistemas pequeños como sistemas no transitorios no comunitarios si atienden regularmente al menos a 25 de las mismas personas durante 6 meses al año. Esta clasificación se aplica a los sistemas de agua para instalaciones como escuelas o fábricas donde los consumidores atendidos son casi los mismos todos los días pero en realidad no viven en las instalaciones. En general, los sistemas no transitorios no comunitarios deben cumplir los mismos requisitos que los sistemas comunitarios.

    Un sistema de agua transitoria no comunitaria es un sistema que no sirve regularmente agua potable a al menos 25 de las mismas personas mayores de 6 meses al año. Esta clasificación es utilizada por la EPA solo en la regulación de los niveles de nitrato y coliformes totales. Ejemplos de un sistema transitorio no comunitario podrían ser campamentos o estaciones de servicio si esas instalaciones no cumplen con la definición de un sistema comunitario, no comunitario o no transitorio.

    La EPA ha revisado la Regla Coliforme Total para que los sistemas públicos de agua en Estados Unidos tomen medidas para garantizar la integridad del sistema de distribución de agua potable y monitorear la presencia de contaminación microbiana. Los sistemas públicos de agua y los organismos estatales y locales que los supervisan deben cumplir con el RTCR a partir del 1 de abril de 2016. El RTCR final requiere lo siguiente:

    • Los sistemas públicos de agua deben notificar al público si una prueba excede el MCL para E. coli en agua potable
    • Los sistemas públicos de agua que están en riesgo y por lo tanto vulnerables a la contaminación microbiana son necesarios para identificar y solucionar los problemas, incluyendo las fuentes potenciales y las vías de contaminación
    • Se utilizarán criterios para que los sistemas públicos de agua que estén bien operados califiquen y permanezcan en monitoreo reducido, lo que podría reducir la carga del sistema de agua
    • Ofrecer incentivos para una mejor operación del sistema, en particular, sistemas pequeños
    • Requieren requisitos adicionales de monitoreo para sistemas estacionales como campamentos y parques estatales y nacionales

    El RTCR establece un MCLG y un MCL para E. coli y elimina el MCLG y MCL para coliformes totales, reemplazándolos por técnicas de tratamiento para coliformes que requieren evaluación y acción correctiva. La EPA ha establecido un MCLG de cero para E. coli, que es un indicador más específico de contaminación fecal y aquellos patógenos que son potencialmente más dañinos que los coliformes totales. EPA ha eliminado el MCLG y MCL de 1989 para coliformes totales, aunque la violación aguda de MCL coliforme total bajo el TCR de 1989 se ha mantenido como MCL para E. coli bajo el RTCR.

    Bajo la nueva técnica de tratamiento, los coliformes totales sirven como indicador de una posible vía de contaminación hacia el sistema de distribución del sistema. Los suministros públicos de agua que excedan una frecuencia especificada de ocurrencia total de coliformes deben realizar una evaluación para determinar si existen deficiencias sanitarias; si se encuentran, deben corregirse. Un sistema público de agua que experimente una violación de MCL de E. coli debe realizar una evaluación y corregir cualquier defecto sanitario que se identifique.

    Ya no se requerirán requisitos de notificación mensuales basados únicamente en la presencia de coliformes totales. En cambio, el RTCR requerirá una notificación pública cuando ocurra una violación de MCL de E. coli, indicando una amenaza potencial para la salud o cuando un sistema de agua no evalúa y toma medidas correctivas.

    Plan de Muestreo

    La Regla Coliforme Total requiere que cada sistema de suministro de agua desarrolle y siga un plan de muestreo escrito. Cada plan debe identificar específicamente los puntos de muestreo en todo el sistema de distribución. Los planes de muestreo deben ser aprobados por la agencia reguladora estatal y es necesario consultar con la agencia estatal para determinar los detalles de su proceso de revisión y qué documentos deben presentarse.

    Datos e informes

    Frecuencia de monitoreo

    La frecuencia de monitoreo rutinario para los sistemas de agua comunitarios se basa en la población atendida. Las frecuencias de monitoreo rutinario para sistemas no comunitarios se basan en la fuente de suministro y, en algunos casos, la población atendida. Siempre que una muestra rutinaria da positivo para coliforme total, surten efecto dos disposiciones de la Regla de Coliformes Totales: se deben tomar muestras repetidas (anteriormente denominadas muestras de control) y se debe analizar la muestra positiva de coliformes originales para detectar la presencia de coliformes fecales o E. coli para determinar si existe una violación real o potencial del MCL coliforme.

    La razón por la que se requieren muestras repetidas es investigar si la muestra original positiva para coliformes fue causada por un problema de contaminación que existe en todo el sistema de distribución o si se trata de un problema localizado que solo existe en ese punto de muestreo. Con esta información, se pueden tomar las medidas correctivas adecuadas para eliminar el problema lo más rápido posible.

    La Regla Coliforme Total especifica cuántas muestras repetidas deben tomarse, cuándo y desde qué ubicaciones. También ordena a la compañía de agua que recoja un número específico de muestras al mes siguiente, con base en el número de muestras rutinarias recolectadas ordinariamente.

    Los sistemas no comunitarios que atienden a más de 1,000 personas tienen los mismos requisitos que los sistemas de agua comunitarios. Los sistemas no comunitarios que atienden a menos de 1,000 personas están obligados a recolectar una muestra rutinaria por trimestre. Cuando la muestra de rutina da positivo, se requieren cuatro muestras repetidas en el mismo trimestre y se requieren cinco muestras el trimestre siguiente.

    Siempre que una muestra de rutina o repetición dé positivo para coliforme total, la agencia de agua debe recolectar un conjunto de tres o cuatro muestras repetidas dentro de las 24 horas posteriores a la recepción de los resultados de laboratorio. Al menos una de las muestras repetidas debe tomarse de la misma toma que la muestra positiva de coliforme original; las muestras repetidas restantes en el conjunto deben recogerse en tomas cercanas (dentro de cinco conexiones de servicio del punto de muestreo original), aguas arriba y aguas abajo del original.

    Se deben tomar muestras repetidas hasta que no se detecten coliformes o hasta que se supere el MCL y se notifique al estado.

    Determinar el cumplimiento

    El MCLG para coliformes totales (incluyendo coliformes fecales y E. coli) es cero. El MCL, basado en el concepto de presencia-ausencia, es el siguiente:

    • Para sistemas de agua que analizan al menos 40 muestras por mes, no más del 5.0 por ciento de las muestras (incluidas las muestras rutinarias y repetidas) pueden ser positivas para coliformes totales
    • Para sistemas de agua que analizan menos de 40 muestras por mes, no más de una muestra al mes puede ser positiva para coliformes totales

    La Regla Coliforme Total realiza otro cambio significativo en la forma en que se calcula el cumplimiento. Todas las muestras positivas para coliformes válidas, rutinarias y repetidas, deben ser contadas al calcular el cumplimiento del MCL mensual. Bajo regulaciones anteriores, las muestras de verificación o repetición no se incluyeron en el cálculo mensual de MCL. Caso por caso, el estado puede declarar inválida una muestra por una de varias razones, incluyendo la interferencia por bacterias heterótrofas durante el análisis de laboratorio, como se discutió anteriormente.

    Las muestras positivas a coliformes totales podrán ser invalidadas por el estado bajo cualquiera de las siguientes condiciones:

    • El laboratorio analítico reconoce que el análisis inadecuado de la muestra causó el resultado positivo
    • El estado determina que la contaminación es un problema de plomería local
    • El estado tiene fundamentos sustanciales para creer que el resultado positivo no estuvo relacionado con la calidad del agua potable en el sistema de distribución

    Requerimientos de Reporte y Notificación

    Las frecuencias de reporte para los resultados de las pruebas coliformes aumentan en sintonía con la urgencia del problema. Una agencia de agua debe reportar los resultados de las pruebas coliformes mensuales a la agencia reguladora estatal dentro de los primeros 10 días del mes siguiente.

    Cada vez que una agencia del agua no recolecta una muestra según se requiera, el estado debe ser notificado dentro de los 10 días posteriores a que el sistema se entere de la violación. Un resultado de muestra no válido se considera una falla al monitorear y debe ser reportado.

    Si se excede el MCL, el estado deberá ser notificado a más tardar al final del siguiente día hábil y al público dentro de los 14 días. Este requisito puede ocurrir cuando la agencia de agua excede su límite mensual de coliformes positivos o cuando los resultados de las pruebas muestran la presencia de coliformes fecales o E. coli en cualquier muestra.

    La situación más crítica existe cuando ocurre alguna de las dos situaciones:

    • Una muestra rutinaria da positivo para coliformes totales y para coliformes fecales o E. coli, y cualquier muestra repetida da positivo para coliformes totales
    • Una muestra rutinaria da positivo para coliformes totales y negativo para coliformes fecales o E. coli, y cualquier muestra repetida da positivo para coliformes fecales o E. coli

    Estas situaciones se consideran un riesgo agudo para la salud. Esta ocurrencia es una violación de Nivel 1, que requiere que el estado y el público sean notificados dentro de las 24 horas.

    Calidad del Agua

    La calidad del agua se utiliza para describir las características químicas, físicas y biológicas de una fuente de agua o un suministro de agua. La calidad del agua depende del contexto de uso que es la idoneidad del agua para un uso particular. Se considera que un suministro de agua doméstica es de alta calidad cuando está libre de organismos causantes de enfermedades (patógenos), químicos tóxicos, atractivos en sabor y apariencia, de tal composición química que pueda distribuirse sin efectos corrosivos o formadores de escamas en el sistema de distribución de agua, y satisfacer los requerimientos de clientes domésticos e industriales.

    La calidad del agua que recibe los sistemas de distribución depende de la calidad de las fuentes de agua que se demanden y del tipo de tratamiento que se brinde. Inicialmente, la calidad del agua depende de la prevención de contaminación y contaminación del agua de origen. Si no se establece el control de calidad del agua en la fuente, entonces cualquier problema durante el proceso de tratamiento puede resultar en la entrega de calidad de agua cuestionable al sistema de distribución. La principal responsabilidad de la planta de tratamiento es producir agua segura y estéticamente agradable. Y la planta de tratamiento debe entregar al sistema de distribución agua que sea mínimamente corrosiva para el sistema de distribución.

    La importancia de proporcionar agua de calidad aceptable es primordial. Entregar un agua de mala calidad puede resultar en una serie de consecuencias, desde que el agua no es aceptable para el consumidor por su apariencia o sabor hasta enfermedades causadas por la contaminación. Los servicios públicos y los operadores son responsables de la calidad del agua que se sirve a los clientes. La calidad del agua tratada introducida en el sistema de distribución de agua de las plantas de tratamiento de agua es alta. El problema de calidad del agua más generalizado que afecta a la mayoría de las comunidades estadounidenses es el resultado del deterioro de la calidad del agua dentro de los sistemas de distribución de agua

    La industria del agua suministra un solo producto. El agua potable como en cualquier industria, debe ser de buena calidad para asegurar la aceptabilidad del producto. Los estándares de calidad del agua han sido elaborados y establecidos por ley. Los estándares de calidad del agua han cambiado considerablemente con los años. El mayor conocimiento de las sustancias que se encuentran en los suministros de agua y sus efectos ha llevado a revisiones sustanciales en los tipos y concentraciones de sustancias permisibles en los suministros de agua.

    Sistemas de Distribución

    Existen condiciones en el sistema de distribución que podrían resultar en la degradación de la calidad del agua en el sistema de distribución. El operador del sistema debe estar al tanto de ellos y tomar medidas correctivas o de protección cuando sea posible.

    Causas de la degradación de la calidad

    Conexiones cruzadas

    Una conexión cruzada es una conexión desprotegida entre una parte de un sistema de agua utilizada o destinada a ser utilizada para suministrar agua con fines de bebida y cualquier fuente o sistema que contenga agua o una sustancia que no sea o no pueda ser aprobada como agua potable segura. Es una conexión entre una fuente de consumo regulada y aprobada y una fuente de agua potable no regulada.

    La contaminación por el reflujo de sustancias inaceptables a través de la conexión cruzada a los sistemas de distribución ha causado consistentemente más brotes de enfermedades transmitidas por el agua en los Estados Unidos que cualquier otro factor reportado. El reflujo puede ocurrir a través de una conexión cruzada por retrosifonaje o contrapresión.

    Conexión cruzada en un sistema de distribución
    Figura\(\PageIndex{1}\): Conexión cruzada en sistema de distribución — La imagen de Machovka está licenciada bajo CC0 1.0 (modificada por COC OER)

    El retrosifonaje es una forma de reflujo causada por una presión negativa o inferior a la atmosférica dentro de la tubería de suministro de agua. El retrosifonaje puede desarrollarse a partir de causas tales como roturas principales, una fuente inadecuada de capacidad de suministro, tuberías de tamaño insuficiente, demandas inusuales de agua, paradas planificadas para mantenimiento o reparación, o el uso de bombas de refuerzo en línea. El reflujo causado por la contrapresión puede ocurrir cuando el sistema de agua del usuario está a una presión más alta que el sistema público de agua.

    Las conexiones cruzadas en el sistema de distribución son potencialmente muy peligrosas y pueden ser una fuente de quejas de sabor y olor. Las conexiones cruzadas ocurren comúnmente en estos casos:

    • Un sistema de aspersión que utiliza agua no potable está conectado a un suministro de agua potable
    • Una fuente de agua potable se utiliza como un suministro de sello que se conecta a una bomba que suministra agua no aprobada o no potable
    • Una manguera conectada a una casa se deja en una piscina. Cuando se extrae agua de los grifos interiores, la manguera aspira el agua de la piscina al suministro de agua potable debido a las diferencias de presión.
    • Se utiliza una manguera conectada a la casa para aplicar fertilizantes químicos o pesticidas. Sin un disyuntor de vacío u otro dispositivo de prevención de reflujo en la conexión de la casa, los productos químicos ingresarán al suministro de agua potable.

    Corrosión

    La corrosión es el deterioro o destrucción gradual de una sustancia o material por acción química que procede hacia adentro desde la superficie. La corrosión es frecuentemente inducida por reacción electroquímica. La corrosión es de importancia significativa para la salud y la importancia económica, así como estética. Se han encontrado niveles elevados de sustancias tóxicas o sospechosas como plomo, cadmio, cobre, zinc, asbesto y ciertos compuestos orgánicos en el agua que se sirve de los sistemas de distribución como resultado de la acción corrosiva del agua sobre los materiales de los sistemas de distribución. El aumento de la incidencia de enfermedades cardiovasculares se ha asociado con el consumo de agua blanda corrosiva.

    La mayor molestia de calidad del agua es la corrosiva y precipitación del hierro. El agua roja es la queja más común del consumidor. En esta instancia, parece que están involucrados varios microorganismos diferentes. Las bacterias rara vez están ausentes donde el hierro se encuentra en abundancia en el agua tratada. La bacteria del hierro, Crenothrix, son de especial preocupación. Estas bacterias precipitan el hierro, que forma los depósitos en las tuberías, reduce la capacidad de carga y produce color en el agua. Los organismos muertos también imparten un sabor desagradable al agua. La alimentación inadecuada de permanganato de potasio también puede causar agua de color rojo.

    Tubería corroída
    Figura\(\PageIndex{2}\): Tubería con corrosión- Imagen de Mr pantswearer está licenciada bajo CC BY-SA 4.0

    De los materiales utilizados para la construcción de sistemas de agua, los metales son los más susceptibles a la corrosión; sin embargo, la tubería de fibrocemento también es susceptible. La tubería de plástico es la menos susceptible a la corrosión. Para evitar la corrosión de las tuberías de hierro fundido (hierro dúctil) o acero y para ayudar en el curado de las tuberías revestidas de cemento, el lado interno de estas tuberías puede estar revestido con materiales de asfalto o alquitrán de hulla. Los tipos y durabilidad del recubrimiento para el control de la corrosión son de especial importancia. Algunos recubrimientos, por otro lado, pueden impartir sabor y olores al agua. Debido a su importancia y complejidad, se intenta mitigar y controlar la corrosión durante el proceso de tratamiento de agua en la planta de tratamiento de agua.

    Biofilm

    Algunos microorganismos ingresan al agua y pueden interactuar con el sistema de distribución. Se ha reportado que el agua con turbidez tan baja como 3.8 unidades tiene bacterias coliformes, y se ha reportado que estas bacterias han sobrevivido consistentemente observado 0.1 a 0.5 mg/L de cloro libre residual después de 30 minutos de tiempo de contacto. Algunas bacterias no coliformes son más resistentes. La supervivencia y rebrote de estos organismos se ve afectada por factores tales como la cantidad de exposición a concentraciones residuales de cloro, la cantidad de nutrientes bacterianos en los depósitos y la temperatura del agua. El término después del crecimiento se ha utilizado para describir el desarrollo de organismos coliformes en sistemas de distribución a pesar de que el agua entregada al sistema cumple con estándares bacterianos y donde otras causas de contaminación del agua parecen improbables.

    Las bolsas de sedimentos depositados en el sistema de distribución o tubería incrustada con depósitos químicos pueden formar un hábitat protegido para estos organismos. Dichos depósitos a menudo consisten en limo, coagulantes, productos químicos precipitados o productos de corrosión. Se ha encontrado que algunos depósitos contienen poblaciones bacterianas de varios miles de organismos.

    Los limos son sustancias orgánicas de naturaleza viscosa formadas a partir del crecimiento microbiológico. Los sabores y olores pueden ser producidos por crecimientos de limo de organismos que prosperan con amoníaco, hierro, sulfuro y metano. El desarrollo de la bacteria de hierro, Crenothrix, también da como resultado crecimientos de limo.

    El aumento de los niveles de actividad microbiana finalmente resulta en un aumento de las quejas de los consumidores, así como una corrosión acelerada y un flujo reducido de turbulencia del rallador a lo largo Los problemas de sabor y olor pueden ser el resultado de la muerte y descomposición de los organismos después de la cloración intensa.

    Las biopelículas son el resultado de interacciones entre microorganismos. Los organismos forman microcolonias y secretan material extracelular que los hace altamente resistentes a los biocidas. Un ejemplo común de una biopelícula es la mancha negra alrededor del fondo de una cortina de ducha. Las biopelículas aparecen como una masa irregular dentro de una tubería o como una película uniforme dentro de un tanque de almacenamiento. La mayor parte del crecimiento microbiano dentro de un sistema de distribución de agua ocurre dentro de las biopelículas en la superficie de la tubería y no en el agua que fluye en la tubería.

    Las biopelículas crecen más fácilmente en materiales que suministran nutrientes, como las juntas de goma o ciertos aceites utilizados en las bombas. Necesitan carbono, nitrógeno y fosfato en una proporción de 100:10:1. El hierro también es un nutriente esencial de crecimiento de suministro limitado en el agua en un sistema de distribución. La actividad de la biopelícula se desarrolla durante todo el año; sin embargo, la tasa de crecimiento es más rápida durante los meses La corteza tuberculosa contiene altas concentraciones de nutrientes para el crecimiento bacteriano. El área de corrosión en la tubería de hierro a menudo son sitios con la mayor actividad microbiana.

    El control microbiano requiere un buen desinfectante residual. Este residuo se puede lograr con cloro como cloro libre, cloraminas o dióxido de cloro. El cloro es considerado el desinfectante más potente que las cloraminas. Las cloraminas son más persistentes en un sistema de distribución y eventualmente penetrarán más en el sistema por un período de tiempo más largo. Esta persistencia es la razón por la que las cloraminas son más efectivas contra biopelículas problemáticas, que el cloro libre. El cloro libre atacará las biopelículas y se agotará rápidamente, mientras que las cloraminas continuarán atacando la biopelícula y descompondrán lentamente la defensa de la biopelícula. En los sistemas de distribución cloraminados, cambiar a cloro libre unas semanas antes del lavado cada año puede ser un método eficaz para eliminar las bacterias que se acostumbran a las cloraminas.

    El vínculo entre la corrosión y el control de biopelículas es una preocupación de los operadores de sistemas de distribución. El control de la corrosión del hierro es más difícil de controlar que el control de corrosión de plomo y cobre. Cuando la tubería de hierro se corroe, la acumulación de productos de corrosión en la superficie de la tubería interfiere con la capacidad del desinfectante para penetrar la biopelícula e inactivar las bacterias. Los mejores controles de corrosión mediante control de pH, ajuste de alcalinidad e inhibidores de corrosión mejoran la desinfección de biopelículas. Existe una preocupación entre los operadores que los inhibidores de corrosión basados en fosfato estimulan el crecimiento bacteriano El ortofosfato de zinc ha controlado eficazmente la corrosión para cumplir con la Regla de Plomo y Cobre y también se ha asociado con una mejor calidad microbiana del agua. Debido a que la corrosividad del agua cambia estacionalmente, algunas agencias están aumentando el uso de inhibidores de corrosión durante los meses más cálidos de verano, cuando los problemas de rebrote de biopelículas son los más comunes.

    Temperatura

    La temperatura del agua tiene tres impactos principales en la calidad del agua del sistema de distribución:

    • Las temperaturas más altas tienden a acelerar la tasa de reacciones químicas y aumentar las tasas de crecimiento biológico
    • La descomposición biológica puede intensificarse por las temperaturas estivales
    • La demanda de cloro puede ser considerablemente mayor por lo que los residuos no llegarán tan lejos en el sistema de distribución en el verano

    Flujo

    Grandes variaciones en el flujo a través de un sistema pueden afectar negativamente la calidad del agua de tres maneras:

    • Los cambios en la velocidad del agua y las inversiones de flujo pueden provocar que los sedimentos sean agitados y transportados hasta que lleguen al consumidor
    • La baja circulación y el estancamiento del agua pueden resultar en el crecimiento de organismos, formación de sedimentos, productos de corrosión, agotamiento de oxígeno y aumento de los sabores y olores
    • La turbulencia puede introducir aire en el suministro causando agua lechosa, lo cual es objetable para los consumidores

    Tiempo en el sistema

    La edad del agua en un punto particular del sistema de distribución puede influir en la calidad del agua. El agua entregada a los consumidores cercanos a la fuente podría tener solo unos minutos de antigüedad, mientras que esa agua recibida en partes remotas del sistema podría haber estado en el sistema durante varios días o más dependiendo del almacenamiento y las demandas. Cuanto más tiempo haya agua en el sistema, más tiempo se dispone para que se produzcan cambios químicos y biológicos.

    Edad de la instalación

    A medida que las redes de agua y los embalses envejecen, requieren más mantenimiento. El deterioro gradual de la protección contra la corrosión puede ocasionar problemas de calidad del agua. Las rupturas y fugas en las tuberías se vuelven más frecuentes. En sistemas más antiguos, no es raro encontrar que las tuberías y los tanques eran de mala construcción cuando se instalaron y han tenido pocos o ningún recubrimiento protector.

    Operación

    Los procedimientos operativos descuidados o deficientes también pueden resultar en una degradación de la calidad del agua. Control inadecuado de la conexión cruzada, programas de monitoreo y lavado de la calidad del agua mal realizados, tolerancia a presiones bajas o negativas en el sistema de distribución, vigilancia insuficiente para determinar si las características de protección de las instalaciones de almacenamiento y la red son adecuadas, desinfección inadecuada después de la reparación o instalación de nuevas instalaciones, y el desprecio por los peligros de instalar instalaciones como las alcantarillas en las proximidades de las líneas de agua y embalses son ejemplos de problemas operativos que resultan en problemas de calidad del agua. La falta de operadores capacitados, calificados y debidamente pagados también contribuye a problemas de calidad del agua.

    Degradación de la calidad del agua en tuberías

    El deterioro de la calidad del agua puede ocurrir en la red de agua debido a las características de las tuberías, materiales, construcción y ubicación.

    Grandes áreas de superficie

    La sustancia se puede depositar, se pueden unir crecimientos biológicos y se pueden producir reacciones de corrosión en las superficies internas de las paredes de las tuberías. La gran superficie interior proporciona un espacio considerable para que se lleven a cabo estas actividades. Los flujos reducidos permiten que se produzca una mayor actividad química y biológica en la interfaz donde se encuentran la tubería y el agua. Esta zona relativamente tranquila es capaz de albergar una considerable actividad química o biológica. Por lo tanto, las condiciones de calidad junto a la pared de la tubería son bastante diferentes de aquellas condiciones en el flujo de corriente principal. En tuberías más pequeñas, la relación entre el área superficial y el volumen de agua es mucho mayor, lo que hace que los problemas de calidad en la red sean mucho más propensos a ser graves si se produce actividad química o biológica.

    callejones sin salida

    La falta de circulación en un callejón sin salida crea condiciones casi ideales para degradar la calidad del agua. La velocidad es muy baja si no cero, el tiempo de contacto del agua con la tubería y cualquier depósito, incrustación o limo es largo, existe una acumulación de materia orgánica que contiene nutrientes, los organismos crecen y utilizan el oxígeno disuelto disponible, y el oxígeno puede agotarse, por lo tanto, iniciando anaeróbicos condiciones, que producen olores a dióxido de carbono, metano y sulfuro. El dióxido de carbono puede aumentar el potencial de corrosión. La cloración puede no ser efectiva debido a la mayor demanda de cloro por los orgánicos, las formas biológicas y los productos de corrosión.

    Diagrama del sistema sin salida
    Figura\(\PageIndex{3}\): Punto muerto en el sistema de distribución — La imagen de COC OER está licenciada bajo CC BY

    Material de tubería

    Las tuberías están hechas de metal, fibrocemento o plástico. En tuberías de metal y amianto cemento, la corrosión puede causar la liberación de sustancias de los materiales de las tuberías al agua. Con alquitrán de hulla forrada o tubería de plástico, sin embargo, las características físicas del agua son de menor importancia. La preocupación es la posibilidad de lixiviar el material de la tubería o del revestimiento por el agua. Para evitar la corrosión, el interior de las tuberías de cemento o metal se puede revestir con recubrimientos de asfalto o alquitrán de hulla. El potencial de corrosión se relaciona entonces con la integridad de los recubrimientos.

    De especial preocupación son los sistemas que tienen considerables tuberías sin revestimiento en el suelo; y por lo tanto, son más susceptibles a problemas de corrosión. Cuando se conectan tuberías de metales diferentes, existe una mayor corrosión cerca de la conexión. La tubería de asbesto y cemento se deteriorará si existen condiciones agresivas del agua, liberando cantidades crecientes de fibras de asbesto.

    Construcción y Reparación de Tuberías

    Existe una amplia oportunidad para la entrada de contaminantes durante la construcción de nuevas tuberías y la reparación de la vieja red eléctrica. Para garantizar la seguridad del agua entregada, se deben seguir las prácticas adecuadas de protección, limpieza y desinfección. Cuando se reparen las líneas, mantenga el agujero deshidratado para evitar una posible contaminación de la línea de flotación. Después de que la línea haya sido reparada, lave a fondo la línea aguas abajo de la reparación para eliminar cualquier suciedad y lodo que pudiera haber entrado en la línea. El enjuague es importante por razones de salud y para evitar quejas de los consumidores. Después del lavado, la línea debe ser desinfectada antes de ser devuelta al servicio.

    Instalaciones Peligrosas

    Cuando las condiciones físicas o del suelo impiden que se cumplan las distancias mínimas de separación, las tuberías de agua pueden ubicarse junto a las líneas del sistema de recolección, las líneas de combustible, las fosas sépticas individuales y los sistemas de eliminación o tanques que contienen materiales peligrosos. Si las fugas de tales instalaciones peligrosas saturan el suelo alrededor de la red eléctrica, la red eléctrica podría contaminarse. Cuando están fuera de servicio por cualquier motivo y no están bajo presión, los contaminantes pueden filtrarse en las líneas a través de juntas agrietadas o inadecuadamente selladas.

    Accesorios

    La calidad del agua del sistema de distribución puede verse afectada negativamente por soplos mal construidos o mal ubicados o válvulas de liberación de aire y alivio de vacío. Pueden ubicarse donde podrían inundarse y permitir la entrada de agua contaminada cuando estén abiertas. La falta de reventones dificultaría o imposibilitaría corregir una condición de mala calidad, o dar un alivio temporal. Las válvulas de aire son importantes para revivir el aire atrapado y ayudar a prevenir problemas de agua lechosa y oleadas cuando se llenan las líneas.

    Monitoreo de la Calidad del Agua

    El monitoreo de la calidad del agua en los sistemas de distribución es importante para identificar cuándo y dónde ocurren cambios en la calidad del agua en el sistema. El monitoreo rutinario consiste en la recolección de muestras en ubicaciones remotas del sistema y la prueba de cloro residual y coliformes. El número mínimo de muestras por mes se basa en la población atendida. Cuando se desarrollan problemas o quejas, se requiere un programa de monitoreo más detallado para identificar la causa y el origen del problema.

    Operación del Sistema de Distribución

    Los operadores de sistemas de distribución pueden mantener la calidad del agua en los sistemas de distribución desarrollando e implementando un programa efectivo de operación y mantenimiento del sistema de distribución. Los elementos críticos de un programa efectivo son:

    • Un sistema integral de vigilancia y monitoreo
    • Desarrollo y aplicación de buenos procedimientos de reparación y reemplazo de tuberías de agua; especialmente, para desinfectar la red eléctrica antes de ponerlas en servicio
    • Instituir un programa de control de biopelículas
    • Desarrollo e implementación de un programa de lavado unidireccional
    • Desarrollar un horario y programa regulares para inspeccionar y mantener los tanques de almacenamiento y asegurarse de que se produzca una rotación adecuada de agua en el tanque
    • Desarrollo y mantenimiento de un programa activo de control de corrosión
    • Instituir un programa anual de limpieza y revestimiento
    • Desarrollar un programa para eliminar tantos callejones sin salida como sea posible en el sistema de distribución
    • Desarrollo de un programa de ejercicio valvular para asegurar el ajuste y funcionamiento adecuados de las válvulas
    • Desarrollo e implementación de un programa de prevención de reflujo
    • Mantener la presión positiva en el sistema en todo momento (por regla de al menos 20 psi)
    • Investigar y dar respuesta a todas las quejas de los consumidores

    Preguntas de revisión

    1. ¿Qué es una conexión cruzada?
    2. ¿Cómo puede ocurrir el reflujo en un sistema de distribución de agua potable?
    3. Definir el sifonaje posterior.
    4. Definir el flujo de retroceso.
    5. Nombrar las situaciones comunes que pueden resultar en una conexión cruzada en el sistema de distribución de agua potable.
    6. Describir la corrosión como un proceso en un sistema de distribución de agua potable.
    7. ¿Cuál es la queja más común de los consumidores que recibe una instalación de tratamiento de agua potable?
    8. Describir los problemas asociados a los callejones sin salida en el sistema de distribución.

    Cuestionario de capítulo

    1. Un ___________ se define como cualquier sistema que tenga al menos 15 conexiones de servicio y atienda regularmente a un promedio de al menos 25 individuos diarios al menos 60 días al año.
      1. Sistema público de agua (PWS)
      2. Sistema comunitario de agua (CWS)
      3. Sistema de agua transitoria
      4. Sistema de agua no comunitario no transitorio
    2. Un sistema que tenga al menos 15 conexiones de servicio utilizadas por los residentes de todo el año y que atienda regularmente al menos a 25 residentes durante todo el año se define como ___________.
      1. Sistema público de agua (PWS)
      2. Sistema comunitario de agua (CWS)
      3. Sistema de agua transitoria
      4. Sistema de agua no comunitario no transitorio
    3. La EPA identifica algunos sistemas como ___________ si atienden regularmente al menos a 25 de las mismas personas durante 6 meses al año.
      1. Sistema público de agua (PWS)
      2. Sistema comunitario de agua (CWS)
      3. Sistema de agua transitoria
      4. Sistemas no comunitarios transitorios
    4. La frecuencia de monitoreo rutinario para los sistemas de agua comunitarios se basa en el ___________.
      1. Historia pasada de coliformes presentes en el muestreo
      2. Población atendida
      3. Tipo de tratamiento
      4. Fuente de agua cruda que es agua superficial o subterránea
    5. El MCL para coliformes se basa en el concepto de presencia-ausencia, de tal manera que para sistemas de agua que analizan al menos 40 muestras por mes, no más de ___________ de las muestras (incluyendo muestras rutinarias y repetidas) pueden ser positivas para coliformes totales.
      1. Cero
      2. Uno
      3. Uno por ciento
      4. Cinco por ciento
    6. El MCL para coliformes se basa en el concepto de presencia-ausencia, de tal manera que para sistemas de agua que analizan menos de 40 muestras por mes, no más de ___________ de las muestras al mes pueden ser positivas para coliformes totales.
      1. Cero
      2. Uno
      3. Uno por ciento
      4. Cinco por ciento
    7. Un ___________ es una conexión desprotegida entre una parte de un sistema de agua utilizada o destinada a ser utilizada para suministrar agua con fines de bebida y cualquier fuente o sistema que contenga agua o una sustancia que no sea o no pueda ser aprobada como agua potable segura. Es una conexión entre una fuente de consumo regulada y aprobada y una fuente de agua potable no regulada.
      1. Conexión cruzada
      2. Conexión de contraflujo
      3. Conexión de retrosifonaje
      4. callejón sin salida
    8. Existe una situación crítica cuando una muestra rutinaria da positivo para coliformes totales y para coliformes fecales o E. coli, y cualquier muestra repetida da positivo para coliformes totales y cuando una muestra rutinaria da positivo para coliformes totales y negativo para coliformes fecales o E. coli, y cualquier muestra repetida da positivo para coliformes fecales o E. coli. Estas situaciones se consideran un riesgo agudo para la salud. Esta ocurrencia es una violación ___________, la cual requiere que se notifique al estado y al público en un plazo de 24 horas.
      1. Nivel 1
      2. Nivel 2
      3. Nivel 3
      4. Error de muestreo
    9. ___________ es una forma de reflujo causada por una presión negativa o por debajo de la atmosférica dentro de la tubería de suministro de agua. Puede desarrollarse a partir de causas tales como roturas principales, una fuente inadecuada de capacidad de suministro, tuberías de tamaño insuficiente, demandas inusuales de agua, paradas planificadas para mantenimiento o reparación, o el uso de bombas de refuerzo en línea.
      1. Una conexión cruzada
      2. Una conexión de reflujo
      3. Una conexión de retrosifonaje
      4. Un callejón sin salida
    10. ___________ es causado por la contrapresión puede ocurrir cuando el sistema de agua del usuario está a una presión más alta que el sistema público de agua.
      1. Una conexión cruzada
      2. Una conexión de reflujo
      3. Una conexión de retrosifonaje
      4. Un callejón sin salida
    11. La falta de circulación en un ___________ crea condiciones ideales para degradar la calidad del agua. La velocidad es muy baja si no cero, el tiempo de contacto del agua con la tubería y cualquier depósito, incrustación o limo es largo, existe una acumulación de materia orgánica que contiene nutrientes, los organismos crecen y utilizan el oxígeno disuelto disponible, y el oxígeno puede agotarse; por lo tanto, iniciando anaeróbicos condiciones, que producen olores a dióxido de carbono, metano y sulfuro. El dióxido de carbono puede aumentar el potencial de corrosión. La cloración puede no ser efectiva debido a la mayor demanda de cloro por los orgánicos, las formas biológicas y los productos de corrosión.
      1. Conexión cruzada
      2. Conexión de contraflujo
      3. Conexión de retrosifonaje
      4. callejón sin salida

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