Informe Final de SODIS

8/3/2019 Informe Final de SODIS

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTN

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLGICAS Y AGROPECUARIAS

ESCUELA PROFESIONAL Y ACADMICA DE BIOLOGA

CONTAMINACIN AMBIENTAL

INFORME FINAL

Evaluacin de la eficacia de SODIS en la descontaminacin de aguas delro Chili Arequipa, julio 2011.

Asesor: Dr. PERCY JIMNEZ MILON

INTEGRANTES:

Infa Fora, Jimmy

Ochoa Flores, DarioValdivia Chvez, Deysi Jessica

Zeballos Oviedo, Fernando Alejandro


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EFICACIA DE SODIS EN LA DESCONTAMINACIN DE AGUAS DEL RO CHILI

AREQUIPA-2011

INTRODUCCION

El agua constituye el principal componente del peso corporal y es indispensable para eldesarrollo de la vida. Actualmente el poseer agua potable es la principal necesidad bsica, yque para muchos no est satisfecha, sobre todo en las reas rurales y extremos urbanos delos pases en vas de desarrollo, como el nuestro (Marin, C. & N. Espinoza 2003).

Las enfermedades transmitidas por el agua son bsicamente en funcin de su calidad, la

calidad de las aguas de consumo humano son afectadas por la contaminacin orgnica, principalmente de desechos humanos, animales o qumicos. Y representa un medioimportante en la trasmisin de algunas enfermedades infecciosas como disentera, diarrea,leptospirosis, clera, entre otras. Las enfermedades diarreicas son las principalesenfermedades transmitidas por el agua, prevalecen en pases en los que el tratamiento deaguas es inadecuado (10).

En su origen el agua puede ser perfectamente apta para el consumo humano, pero, inclusoen este caso, la necesidad de almacenamiento y distribucin hace que siempre sea precisoun tratamiento mnimo de desinfeccin, que evite la presencia de microorganismos

patgenos (Marin, C. & N. Espinoza 2003). Es por ello que existen diferentes mtodos dedesinfeccin, siendo de los ms conocidos la ebullicin, cloracin, yodacin; que requierengrandes gastos de dinero (2).

La idea de la Desinfeccin Solar del Agua fue presentada por primera vez por Aftim Acra,en un folleto publicado por UNICEF en 1984. Con el fin de evaluar el potencial de esta idea para inactivar bacterias y virus, durante 1991, un equipo de investigacin deEAWAG/SANDEC inici exhaustivos experimentos de laboratorio; los cuales revelaronque la sinergia entre la radiacin UV-A y la temperatura del agua, un elemento clave, en lainactivacin de microorganismos patgenos presentes en el agua. A este mtodo de

desinfeccin se lo denomin SODIS (Solar Disinfection) (Wegelin, M. et al 2003).

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SODIS es una solucin econmica y viable para el aprovisionamiento de agua, perorequiere tiempos prolongados de exposicin a la radiacin solar para alcanzar la

desinfeccin total, lo cual no es posible en algunas regiones donde la intensidad de laradiacin no es constante. Utilizar en conjunto la tcnica SODIS con la fotocatlisis es unaalternativa interesante que permitira, en principio, disminuir los tiempos de exposicin.Con la fotocatlisis se aprovechara la accin oxidante de los radicales hidroxilo (OH)producidos durante la irradiacin de los fotocatalizadores. Este radical es una especietransitoria que no genera subproductos cancergenos (4).

Es por ello que es necesario conocer e implementar el mtodo de Desinfeccin Solar delAgua (SODIS), como una alternativa para mejorar la calidad del agua de consumo, comouna alternativa fcil, cmoda y barata para la poblacin de las comunidades rurales y

extremos urbanos que no cuentan con abastecimiento de agua potable, ademsaprovechando la cantidad elevada de radiacin que cuenta la ciudad de Arequipa, se planteaEvaluar la eficacia de SODIS en la descontaminacin de aguas del rio Chili Arequipa; enel cual se probara botellas transparentes, pintadas de color negro y plateadas.

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OBJETIVOS

Objetivo General

Evaluar la eficacia de SODIS en la descontaminacin de aguas del rio Chili Arequipa.

Objetivos especficos

Determinar la eficacia de SODIS, con botellas transparentes expuestas cincohoras a radiacin solar.

Determinar la eficacia de SODIS, con botellas pintadas de negro expuestascinco horas a radiacin solar.

Determinar la eficacia de SODIS, con botellas pintadas de plateado expuestascinco horas a radiacin solar.

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JUSTIFICACIN

Las enfermedades transmitidas por el agua son bsicamente en funcin de su calidad,la calidad de las aguas de consumo humano son afectadas por la contaminacinorgnica, principalmente de desechos humanos, animales o qumicos. Y representa unmedio importante en la trasmisin de algunas enfermedades infecciosas comodisentera, diarrea, leptospirosis, clera, entre otras. Las enfermedades diarreicas sonlas principales enfermedades transmitidas por el agua, prevalecen en pases en los queel tratamiento de aguas es inadecuado.

Es por ello que es necesario conocer e implementar el mtodo de Desinfeccin Solar

del Agua (SODIS), como una alternativa para mejorar la calidad del agua deconsumo, como una alternativa fcil, cmoda y barata para la poblacin de lascomunidades rurales y extremos urbanos que no cuentan con abastecimiento de aguapotable, adems aprovechando la cantidad elevada de radiacin que cuenta la ciudadde Arequipa, se plantea Evaluar la eficacia de SODIS en la descontaminacin deaguas del rio Chili Arequipa.

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REVISIN BIBLIOGRFICA

A. ANTECEDENTES

MARN C. & N. ESPINOZA. 2003. Eficacia de la desinfeccin solar del agua(SODIS), en seis comunidades del municipio de Waslala, Regin Autnoma delAtlntico Norte 2002 2003. La eficacia del mtodo de desinfeccin solar del agua(SODIS) en las comunidades en estudio, reflejada por la ausencia de grmenespatgenos en el anlisis bacteriolgico del agua es del 74.6%. Tesis para optar al Ttulode Master en Salud Pblica. Universidad nacional autnoma de Nicaragua centro deinvestigaciones y estudios de la salud Cies unan Managua.

LA FUNDACIN SODIS, ha estado tratando de impulsar este mtodo en aquellasregiones donde no es posible que se tenga el abastecimiento de agua potabilizada, asmismo en regiones extremadamente pobres, hoy en da existen experiencias en lospases de frica, Asia y Latinoamrica. La Fundacin SODIS es una organizacin sinfines de lucro, cuyo objetivo principal es contribuir a proteger la salud de las personasque no tienen acceso al agua segura, mediante la promocin de la desinfeccin delagua en el hogar, complementada con el lavado de manos. Trabaja en varios pases deAmrica Latina, en alianzas con organizaciones locales.

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B. CONCEPTOS BASICOS

Agua; es uno de los elementos bsicos de nuestra vida, constituye el principal

componente de nuestro cuerpo y es indispensable para el desarrollo del ser humano,llegando a considerarse como una necesidad bsica el poseer agua potable para elconsumo humano, para muchos esta necesidad no est satisfecha sobretodo en lospases en vas de desarrollo y especialmente en las reas rurales de los mismos; lasituacin del agua potable es precaria.

Agua y Salud; directamente asociado a la salud est el consumo, calidad ydisponibilidad del agua. Estos tres componentes, separada o conjuntamente, handeterminado una gran cantidad de problemas de salud que afectan a vastos sectores dela poblacin mundial. Un ejemplo de esto lo da el hecho que, aproximadamente, el

40% de la poblacin mundial sufre en la actualidad por falta de agua, y se hacomprobado que en los pases del tercer mundo o en vas de desarrollo, ms del 80%de las enfermedades tienen su origen en esta carencia o en las condiciones insalubresdel agua que utilizan.

Figura N 1: A: Abastecimiento de agua con camiones es muy comn es zonas periurbanas; B: Enmuchos lugares rurales donde se carece de abastecimiento de agua la gente debe obtenerla de ros,riachuelos, acequias.

Contaminantes del Agua; el agua no slo es parte esencial de nuestra propianaturaleza fsica y la de los dems seres vivos, sino que tambin contribuye al bienestargeneral en todas las actividades humanas. El agua se utiliza mayormente comoelemento indispensable en la dieta de todo ser vivo y sta es uno de los pocoselementos sin los cuales no podra mantenerse la vida. Por todo esto el agua ofrecegrandes beneficios al hombre, pero a la vez puede transmitir enfermedades, como elclera.

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El agua que procede de fuentes superficiales (ros, lagos y quebradas), es objeto da ada de una severa contaminacin, producto de las actividades del hombre.

El agua se convierte en un vehculo de agentes infecciosos como hongos, virus,

bacterias, protozoarios y helmintos, adems de sustancias txicas como pesticidas,metales pesados y otros compuestos qumicos, orgnicos, que son perjudiciales para lasalud. Entre los mismos se pueden mencionar:

Agentes patgenos: bacterias, virus, parsitos que entran al aguaproveniente de desechos orgnicos.

Desechos que requieren oxgeno: los desechos orgnicos pueden serdescompuestos por bacterias que usan oxgeno para biodegradarlos. Si haypoblaciones grandes de estas bacterias, pueden agotar el oxgeno del agua,matando as las formas de vida acuticas.

Sustancias qumicas inorgnicas: cidos, compuestos de metales txicos(Mercurio, Plomo).

Sustancias qumicas orgnicas: petrleo, plsticos, plaguicidas, detergentesque amenazan la vida.

Sedimentos o materia suspendida: partculas insolubles de suelo queenturbian el agua, y que son la mayor fuente de contaminacin.

Sustancias radiactivas que pueden causar defectos congnitos y cncer.

Calor: ingresos de agua caliente que disminuyen el contenido de oxgeno yhace a los organismos acuticos muy vulnerables.

Indicadores usados para probar la eficacia de SODIS

Muchos patgenos transmitidos por el agua pueden ser detectados, pero se requiere demtodos analticos complicados y costosos. En vez de medir directamente la presenciade patgenos, es ms fcil detectar organismos indicadores que sealan la presencia decontaminacin fecal en el agua. Un organismo indicador de contaminacin fecal tieneque cumplir los siguientes requisitos:

Estar presente en altas cantidades en las heces humanas,

Ser detectable mediante mtodos simples,

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No crecer en aguas naturales,

Su persistencia en el agua y su remocin mediante mtodos de tratamiento delagua deben ser similares a los de los patgenos transmitidos por agua.

Muchos de estos criterios los cumple el organismo conocido como Escherichia coli (E.coli, coliforme fecal). El E. coli es un buen organismo indicador para determinar lacontaminacin fecal del agua si los recursos para el anlisis bacteriolgico sonlimitados.

Figura N 2: A: Efecto del SODIS sobre la bacteria E. coli (Wegelin, M. et al 2003); B: Inactivacin dedistintas especies de Salmonella y su relacin con la temperatura y la radiacin (1).

Figura N 3: A: Perdida de la energa solar disponible en diferentes condiciones climticas; B:Reduccin de la radiacin UV-A en funcin de la profundidad del agua y de su turbiedad (Wegelin, M.et al 2003).

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Espectro de la radiacin solar

El sol irradia continuamente cantidades enormes de energa con longitudes de onda quecubren el rango ultravioleta, visible y infrarrojo. No toda la radiacin solar que llega a

las capas superiores de la atmsfera alcanza la superficie de nuestro planeta. Laatmsfera terrestre acta como un filtro selectivo de las diferentes componentes de laradiacin solar en su trayectoria hacia la superficie terrestre. Gases atmosfricos ypartculas cuyo tamao es inferior a la longitud de onda de una radiacin especficadispersan preferencialmente radiaciones con longitudes de onda cortas en comparacincon las de longitud ms larga. Asimismo la mayor parte de la radiacin con un rangode longitudes de onda entre 200 y 300 nm es absorbida por la capa de ozono (O3) en laatmsfera superior (7).

Distribucin global de la energa solar

La intensidad de la radiacin solar no est distribuida uniformemente en la superficieterrestre y vara en funcin de la latitud, altitud, estacin y hora del da. El reageogrfica ms favorable para SODIS se encuentra entre 15 y 35 de latitud Norte ySur y corresponde a las regiones del planeta ms favorables para la implementacin detecnologas solares. Estas regiones generalmente semiridas se caracterizan por recibirmayor cantidad de radiacin solar, de la cual ms del 90% llega como radiacin directadebido a la baja nebulosidad y escasez de lluvias (menos de 250 mm por ao ygeneralmente ms de 3000 horas de sol al ao) (7).

Figura N 4: A: Mapa mundial de distribucin de la radiacin solar (7); B: Mapa regional de radiacinsolar muestra que entre los meses de mayo agosto Arequipa recibe de 5 5.5 kWh/m2 (12).

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Mtodos de Desinfeccin del Agua

Se dispone de distintos mtodos de tratamiento del agua que emplean tecnologasimple, de bajo costo. Estos mtodos incluyen tamizado; aereacin; almacenamiento y

sedimentacin; desinfeccin mediante ebullicin, productos qumicos, radiacin solar yfiltracin; coagulacin y floculacin; y desalinizacin.

Aireacin, Puede lograrse agitando vigorosamente un recipiente lleno de aguahasta la mitad o permitiendo al agua gotear a travs de una o ms bandejasperforadas que contienen pequeas piedras. La aireacin aumenta el contenido deaire del agua, elimina las sustancias voltiles tales como el sulfuro de hidrgeno,que afectan al olor y el sabor, y oxida el hierro y el manganeso a fin de queformen precipitados que puedan eliminarse mediante sedimentacin o filtracin.

Coagulacin y Floculacin, Si el agua contiene slidos en suspensin, la

coagulacin y la floculacin pueden utilizarse para eliminar gran parte delmaterial. En la coagulacin, se agrega una sustancia al agua para cambiar elcomportamiento de las partculas en suspensin. Hace que las partculas, queanteriormente tendan a repelerse unas de otras, sean atradas las unas a las otraso hacia el material agregado. La coagulacin ocurre durante una mezcla rpida oel proceso de agitacin que inmediatamente sigue a la adicin del coagulante.

El proceso de floculacin que sigue a la coagulacin, consiste de ordinario enuna agitacin suave y lenta. Durante la floculacin, las partculas entran ms encontacto recproco, se unen unas a otras para formar partculas mayores que

pueden separarse por sedimentacin o filtracin. El alumbre (sulfato de aluminio)es un coagulante que se utiliza tanto al nivel de familia como en las plantas detratamiento del agua.

Desalinizacin, Las sales qumicas excesivas en el agua le dan mal sabor. Ladesalinizacin mediante destilacin produce agua sin sales qumicas y puedenutilizarse varios mtodos al nivel de familia, por ejemplo, para tratar el agua demar. La desalinizacin tambin es eficaz para eliminar otros productos qumicostales como el fluoruro, el arsnico y el hierro.

Desinfeccin, Es una forma de asegurar que el agua est libre de patgenos. Laeficacia de la desinfeccin qumica y solar, y en menor grado, la ebullicin, esreducida por la presencia de materia orgnica y slidos en suspensin.

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Desinfeccin por ebullicin, Una recomendacin tpica para desinfectar el aguamediante desinfeccin es la de hacer que el agua hierba vigorosamente por 10 a12 minutos. En realidad, un minuto a 100C destruir la mayora de lospatgenos, incluidos los del clera y muchos mueren a 70C. Las desventajas

principales de hervir el agua son las de utilizar combustible y es una labor queconsume mucho tiempo.

Desinfeccin qumica, La cloracin es el mtodo ms ampliamente utilizadopara desinfectar el agua. La fuente de cloro puede ser el hipoclorito de sodio (talcomo blanqueador casero o electrolticamente generado a partir de una solucinde sal y agua), la cal clorada o el hipoclorito hiperconcentrado (comprimidos decloro). El yodo es otro desinfectante qumico excelente que se utiliza a veces. Elyodo no debera utilizarse por perodos prolongados (ms de unas cuantassemanas). Tanto el cloro como el yodo deben agregarse en cantidades suficientes

para destruir todos los patgenos pero no tanto que el sabor se vea adversamenteafectado. Puede ser difcil decidir cul es la cantidad apropiada debido a que lassubstancias en el agua reaccionarn con el desinfectante y la potencia deldesinfectante puede reducirse con el tiempo segn la forma en que se almacene.

La filtracin, Incluye el tamizado mecnico, la absorcin y la adsorcin y, enparticular, en filtros de arena lentos, los procesos bioqumicos. Segn el tamao,el tipo y la profundidad del filtro, y la tasa de flujo y las caractersticas fsicas delagua sin tratar, los filtros pueden extraer los slidos en suspensin, los patgenosy ciertos productos qumicos, sabores y olores. El tamizado y la sedimentacin

son mtodos de tratamiento que preceden tilmente a la filtracin para reducir lacantidad de slidos en suspensin que entran en la fase de filtracin. Estoaumenta el perodo en el cual el filtro puede operar antes de que necesitelimpieza y sustitucin. La coagulacin y la floculacin tambin son tratamientostiles antes de la sedimentacin y mejoran an ms la eliminacin de slidosantes de la filtracin.

Almacenamiento y sedimentacin, Al almacenar el agua en condiciones nocontaminantes por un da se puede conseguir la eliminacin de ms del 50% de lamayora de las bacterias. Los perodos ms largos de almacenamiento conducirn

a reducciones an mayores. Durante el almacenamiento, los slidos ensuspensin y algunos de los patgenos se depositarn en el fondo del recipiente.El agua sacada de la parte superior del recipiente ser relativamente clara (amenos que los slidos sean muy pequeos, tales como partculas de arcilla) ytendr menos patgenos. El sistema de tratamiento de tres ollas en las que seecha agua sin tratar a la primera olla, donde se decanta en la segunda olla

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despus de 24 horas y se echa en la tercera olla despus de 24 horas adicionales,aprovecha los beneficios del almacenamiento y la sedimentacin.

Tamizado, Echar el agua a travs de un pao de algodn limpio eliminar una

cierta cantidad de slidos en suspensin o turbidez.La Desinfeccin Solar, Utiliza la radiacin solar para inactivar y destruir a lospatgenos que se hallan presentes en el agua. El tratamiento consiste en llenarrecipientes transparentes de agua y exponerlos a plena luz solar por unas cincohoras (dos das consecutivos bajo un cielo que est 100 por ciento nublado). Ladesinfeccin ocurre por una combinacin de radiacin y tratamiento trmico (latemperatura del agua no necesita subir muy por encima de 50C). Ladesinfeccin solar requiere agua relativamente clara.

Mtodo de Desinfeccin Solar del Agua (SODIS).

SODIS es un mtodo de tratamiento de agua que elimina los patgenos que producenenfermedades transmitidas por el agua; el mtodo es ideal para desinfectar pequeascantidades de agua destinadas a consumo humano y depende solamente de la energasolar, constituyndose en una alternativa para el tratamiento de agua a nivel casero.

La desinfeccin solar (SODIS) presenta ciertas ventajas sobre otros mtodos dedesinfeccin del agua, dichas ventajas pueden ser que SODIS:

No cambia la calidad qumica del agua.

No altera ni el olor ni el sabor del agua.

No aumenta la cantidad de agua ni reduce su escasez.

As mismo presenta algunas limitaciones que deben considerarse antes de iniciar lautilizacin del mtodo, dentro de las mismas encontramos:

SODIS no es til para tratar grandes cantidades de agua.

SODIS requiere agua relativamente clara (turbidez menor de 30 UNT= Unidades Nefelomtricas de Turbiedad).

SODIS requiere radiacin solar (tiempo de exposicin: 5 horas bajocielo despejado o cubierto en un 50% o 2 das consecutivos bajo cielototalmente cubierto).

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Para la implementacin de SODIS se recomienda utilizar botellas de plsticotransparente hechas de Terephtalato de polietileno (PET) o Cloruro de polivinil

(PVC) por que no contienen sustancias peligrosas para la salud humana; en cambio si

se utilizan botellas de vidrio se necesitan botellas cuyo material presente una buenatransmisin de la luz ultravioleta. Las botellas de plstico estn hechas de PET o PVC,ambos contienen aditivos qumicos, como estabilizantes frente a la radiacin UV paraproteger las botellas y a su contenido de la oxidacin y la radiacin UV. Los aditivosson molculas grandes que apenas se difunden por el PET. Sin embargo, estos aditivospueden representar un riesgo potencial para la salud. En el PET, los aditivos sonutilizados en concentraciones mucho ms bajas que en el PVC (menos del 1% para elPET), lo que hace al PET ms adecuado para el tratamiento con el mtodo SODIS.

Hay varios mtodos simples que permiten determinar si una botella es de PET o

PVC. Uno es la apariencia, las botellas de PVC suelen ser de color azulado brillante,que se marca especialmente en los bordes de la botella cuando se ha hecho un corte.Cuando el PVC se quema tiene un olor picante, mientras que el PET lo tiene dulce yste se quema ms fcilmente que el PVC.

La transmisin de la radiacin UV en el cristal est muy condicionada por el contenidodel xido de hierro; el vidrio ordinario de ventana, de un grosor de 2mm o ms, esprcticamente opaco a la radiacin ultravioleta, ciertos vidrios (Pyrex, Corex, Vycor,vidrios de cuarzo) transmiten mucho mejor la radiacin ultravioleta que el vidrioordinario. Sin embargo, para una tecnologa apropiada como SODIS, la utilizacin a

gran escala de estos tipos de vidrio no representa una alternativa atractiva debido a sualto costo y la difcil disponibilidad en pases en desarrollo.

Sin embargo ambos materiales (Plstico y Vidrio) muestran ventajas y desventajasentre las que se pueden citar:

Ventajas del PET: Bajo peso Relativamente irrompible Transparente

Neutro al gusto Qumicamente estableDesventajas del PET:

Resistencia limitada a la temperatura (deformaciones por encima de los65C)

Aparicin de rayas y otros efectos de envejecimiento

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Ventajas del vidrio: No se raya No hay generacin de foto productos Resistencia al calor

Desventajas del vidrio: Frgil (fcilmente rompible) Costo generalmente mayor Mayor peso

El mtodo SODIS se basa en la sinergia de los efectos de la temperatura y de laradiacin UV-A (longitud de onda: 320-400 nm). La radiacin con mayor longitud deonda (>400 nm) no elimina las bacterias con suficiente efectividad y la UV-B (280-320nm) slo se transmite a travs de un vidrio especial (Pyrex) y llega a la superficie de latierra con muy baja intensidad. El PET (terephtalato de polietileno) presenta una buenatransmitancia frente a la radiacin UV-A, por lo que las botellas de PET, que sondifundidas en gran parte del mundo, son adecuadas para su utilizacin con SODIS.

Desde un punto de vista tcnico, las botellas no son los recipientes ms eficientes yaque presentan un rea de exposicin pequea y una profundidad de agua relativamentealta (6-10 cm.). Como consecuencia de esto, la relacin rea de exposicin / volumende agua es bastante baja, lo que significa que el agua no calentar hasta la mayortemperatura posible y la intensidad de radiacin UV-A se ver muy reducida en laparte baja de la botella.

Bases del MtodoSODIS

El sol irradia continuamente cantidades enormes de energa con longitudes de onda quecubren el rango ultravioleta, visible e infrarrojo. No toda la radiacin solar que llega alas capas superiores de la atmsfera alcanza la superficie de nuestro planeta, laatmsfera terrestre acta como un filtro selectivo de las diferentes componentes de laradiacin solar en su trayectoria hacia la superficie terrestre; as mismo la mayor partede la radiacin con un rango de longitudes de onda entre 200 y 300 nm es absorbida

por la capa de ozono (O3) en la atmsfera superior.La luz solar tiene un impacto directo sobre los microorganismos. La radiacin UV-A esdirectamente absorbida por la materia orgnica. Por otra parte, la radiacin solarproduce formas altamente reactivas del oxgeno, como radicales libres y perxido dehidrgeno, los cuales a su vez elimina a los microorganismos. Estos subproductosagresivos para los microorganismos son formas temporales producidas por la accindel sol en aguas oxigenadas, pero no tienen un efecto residual significativo una vez que

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la muestra haya sido removida del sol. Este proceso ha sido denominado "desinfeccinsolar foto-oxidativa". Los microbios expuestos a los subproductos reactivos deloxgeno son oxidados durante el tratamiento.

A nivel prctico, se puede aumentar la aireacin y el contenido de oxgeno agitando elagua cruda vigorosamente antes de llenar las botellas; tambin se puede llenar la botella hasta la mitad, sacudirla fuertemente, y finalmente llenarla completamenteantes de exponerla al sol; se lograr de esta manera favorecer la inactivacin de losmicroorganismos por el mtodo SODIS. Es particularmente importante proceder a talaireacin para aguas estancadas como las de lagunas, tanques de almacenamiento ypozos.

La turbiedad es utilizada como parmetro para caracterizar las propiedades pticas delos lquidos que contienen partculas suspendidas que provocan una absorcin y

desviacin de la luz. Las turbiedades elevadas reducen sustancialmente la penetracinde la luz en el agua y por consecuencia reducen la eficiencia de desinfeccin por elmtodo SODIS, para asegurar una desinfeccin suficiente y segura, el agua cruda debetener una turbiedad baja (menor de 30 UNT = Unidad Nefelomtrica de Turbiedad).

La radiacin ultravioleta disminuye con el aumento de la profundidad del agua.

En una profundidad de 10 cm. y con una turbiedad moderada de 26 UNT, la radiacinUV-A esta reducida a un 50%. La superficie inferior negra de las botellas o de lasbolsas SODIS crea un gradiente de temperatura y facilita la circulacin del agua porconveccin, mejorando al mismo tiempo la eficiencia de inactivacin. En todos los

casos, los contenedores utilizados para SODIS deberan ser lo ms planos posible y conuna profundidad del agua inferior a 10 cm., por tal razn las botellas deben serexpuestas a la radiacin de una forma horizontal.

Para determinar si el agua necesita ser filtrada previamente, se puede realizar unaprueba muy simple para determinar aproximadamente la turbiedad: se pone la botellallena por encima de una figura determinada y se mira a travs de la botella desde arribahacia abajo; se recomienda realizar la prueba bajo sombra, en una mesa para evitarinterferencia de la luz. Si se puede leer las letras a travs del agua, la turbiedad esmenor a 30 UNT.

Eficacia del Mtodo SODIS

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La eficacia en general, mide los beneficios obtenidos por una poblacin cuando sobreella se aplica en condiciones ideales, una tecnologa mdica concreta, la cual sedetermina fundamentalmente de forma experimental y su validez es universal, siemprey cuando no se modifiquen las condiciones de aplicacin de la intervencin.

La eficacia del mtodo SODIS est comprobada, consistiendo en la eliminacin degrmenes patgenos del agua, para lo cual se debe cumplir con parmetros como: aguacon turbiedad menor a 30 Unidades Nefelomtricas de Turbiedad (UNT), exposicin ala radiacin solar con cielo despejado por lo menos durante cinco a seis horas y que elagua alcance una temperatura superior a 50 C; as como cumplir con lasrecomendaciones relacionadas con los recipientes que se utilizan, dentro de las que senombran lavar con agua y jabn las botellas y tapones, filtrar el agua con sedimentos,no utilizar botellas viejas ni rayadas.

En el presente trabajo la eficacia del mtodo en el agua, se determinada por la ausenciade patgenos en el agua, determinado a travs del anlisis bacteriolgico utilizando latcnica de la membrana filtrante. La eficacia de la intervencin en s, se mide por lacobertura del mtodo SODIS y por adherencia de prcticas correctas.

Mtodos y Tcnicas para Valorar la Contaminacin Biolgica del Agua

Existe un grupo de enfermedades conocidas como enfermedades hdricas, pues su vade transmisin se debe a la ingestin de agua contaminada. Es entonces conveniente

determinar la potabilidad desde el punto de vista bacteriolgico.

Buscar grmenes como Salmonella, Shigella, trae inconvenientes, pues normalmenteaparecen en escasa cantidad. Por otra parte su supervivencia en este mediodesfavorable y la carencia de mtodos sencillos y rpidos, llevan a que su investigacinno sea satisfactoria.

En vista de estos inconvenientes se ha buscado un mtodo ms seguro para establecerla calidad higinica de las aguas, mtodo que se basa en la investigacin de bacteriascoliformes como indicadores de contaminacin fecal. El agua que contenga bacteriasde ese grupo se considera potencialmente peligrosa, pues en cualquier momento puedellegar a vehiculizar bacterias patgenas, provenientes de portadores sanos, individuosenfermos o animales.

Existen dos formas de realizar el anlisis bacteriolgico del agua: Mtodo de los tubosMltiples (NMP) y La Tcnica de la Membrana Filtrante.

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Figura N 5: A: Implementacin del mtodo SODIS en las zonas rurales, la forma ms correcta en unasuperficie horizontal; B: La desinfeccin del agua mediante la energa solar es un proceso de tratamientode agua para el uso domstico (6); C: Esquematizacion de la metotologia SODIS(5)

Figura N 6: Inactivacin de coliformes fecales con una botella de PET semiennegrecida (7).

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Figura N 7: Distribucion mundial del metodo SODIS como una alternativa de desinfeccion del agua (9)

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MATERIALES Y METODO

UBICACIN GEOGRAFICA

La zona donde se realizo el muestreo de agua para su posterior descontaminacin es elrio Chili a la altura del Puente de Tiabaya; las muestras fueron expuestas a radiacin enel domicilio de uno de los integrantes del seminario, cuya direccin es en la Av. AriasArags (Mariano Melgar), y por ltimo los anlisis se realizaron en el Laboratorio deMicrobiologa de la Facultad de Medicina.

Figura N 8: Mapa de la ubicacin de la zona de muestreo (http://toposperu.files.wordpress.com/2008/08 /arequipa.gif)

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MATERIAL

- 6 botellas de PET de 3 litros

- 1 canaleta de calamina

- 1/8 de pintura esmalte negro

- 1/8 de pintura esmalte plateado

- 1 trozo de tela para filtrado

- 1 Termmetro

- 4 sistemas de tubos mltiples (NMP)

- Muestra de agua del rio Chili a la altura del puente Tiabaya

METODOLOGA

Implementacin

Se construyo una tarima para las botellas en un lugar abierto donde no se generosombra sobre las botellas (Wegelin, M. et al 2003).

Se utilizo botellas de Terephtalato de polietileno (PET), de 3 litros de capacidad. De

superficie recta (sin ornamentaciones), en buenas condiciones, sin rayaduras odeformaciones mecnicas (Marin, C. & N. Espinoza 2003).

Las botellas se pintaron con pintura esmalte negro y plateado por la mitad paralela a sueje longitudinal (5).

Figura N 9: Manera de pintar la botella mostrando el eje longitudinal.

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Aplicacin

Las muestras de agua fueron tratadas mecnicamente mediante un tamizado, ysedimentacin de slidos. Estos tamizados fueron en promedio de tres a cinco para

eliminar la mayor cantidad de materiales en suspensin, para esto no se realizo el usode qumicos como Sulfato de aluminio ya que las aguas no fueron tan turbias. De estamanera de se reducir la turbidez del agua (Marin, C. & N. Espinoza 2003).

El agua con las condiciones adecuadas fueron colocadas en las botellas para serexpuestas a la radiacin solar durante 6 horas. Las botellas se llenaron con el siguiente procedimiento, primero 2 litros y agitar enrgicamente, luego completar sin dejarespacio con aire; en una de las botellas se colocara un termmetro para verificacintrmica (Wegelin, M. et al 2003).

Anlisis qumico

En el Laboratorio de Anlisis de Suelos de la Escuela de Agronoma se realizo elanlisis de las caractersticas qumicas de las aguas tratadas, analizando pH,conductividad, alcalinidad, dureza, fosfatos, sulfatos, cloruros y carbonatos.

Anlisis microbiolgico

Se realizara la prueba del nmero ms probable (NMP), para la determinacin decoliformes totales.

La determinacin de microorganismos coliformes totales por el mtodo del Nmeroms Probable (NMP), se fundamenta en la capacidad de este grupo microbiano defermentar la lactosa con produccin de cido y gas al incubarlos a 35C 1C durante48 h., utilizando un medio de cultivo que contenga sales biliares. Esta determinacinconsta de dos fases, la fase presuntiva y la fase confirmativa. En la fase presuntiva elmedio de cultivo que se utiliza es el caldo lauril sulfato de sodio el cual permite larecuperacin de los microorganismos daados que se encuentren presentes en la

muestra y que sean capaces de utilizar a la lactosa como fuente de carbono. Durante lafase confirmativa se emplea como medio de cultivo caldo lactosado bilis verdebrillante el cual es selectivo y solo permite el desarrollo de aquellos microorganismoscapaces de tolerar tanto las sales biliares como el verde brillante (11).

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Figura N 10: Esquematizacin del anlisis de tubos mltiples (NMP) (11)

Normas Bacteriolgicas De la Aguas Segn Sus Usos

La calidad de los recursos hdricos est orientada a preservar y conservar las aguasdel pas para evitar riesgos a la salud e la poblacin, el ambiente y proteger a las

actividades productivas, para ello es importante establecer los Estndares deCalidad Ambiental de Agua para preservar, conservar, mejorar y recuperar lacalidad del agua, permitiendo tanto las autoridades competentes como a losusuarios efectuar una gestin integrada de los recursos hdricos.

El 29 de junio de 1969 en Lima Per, se promulgo el decreto ley N 17752 leygeneral de aguas a cuyo amparo se dict su reglamentacin, la misma que enaspecto bacteriolgico, introdujo otros criterios, especficamente los relacionadoscon la clasificacin de los cursos de aguas del Per de acuerdo a sus usos, y sedescriben en los artculos 81y82 del reglamento de ttulos I, II y III modificados

segn D.S.007-83-SA (11.03.1983).La Ley General de Aguas (LGA) que regula la calidad de agua de acuerdo al usoal que se le estima. Segn esta Ley, la calidad del agua esta clasificada en clases (I,II, III, IV, V y VI) segn el uso; esto se detalla en la tabla N 1

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Tabla 1 : LMITES BACTERIOLOGICOS (VALORES EN NMP/ 100mL)

PARMETRO I II III IV V VI

Coliformes

totales

8.8

8

20 500

0

500

0

100

0

20000

Coliformesfecales

0 4000 1000

1000

200 4000

pH 5-9 5-9 5-9 5-9 5-9

Fuente. Ley General de Aguas N 17752.

Leyenda:

Tipos de uso:(ART.81 Reglamento de la LGA N17752)

I.-Aguas de abastecimiento domestico con simple desinfeccin

II.- Aguas de abastecimiento domestico con tratamiento equivalente a procesoscombinados mezcla y coagulacin, sedimentacin, filtracin y cloracin, aprobaospor el Ministerio de Salud

III.- Aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales.

IV.- Aguas de zonas recreativas de contacto primario (baos y similares).

V.- Aguas de zonas de pesca de mariscos bivalvos.

VI.- Aguas de zonas de preservacin de fauna acutica y pesca recreativa ocomercial (*).

(*)Articulo modificado por el Artculo 1 del Decreto Supremo N007-83-SA,publicado el 17-03-1983.

RESULTADOS Y DISCUSIN

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Las muestras de agua sometidas a 6 horas de radiacin solar, con distintos colores debotellas, fueron sometidas a esta radiacin el da jueves 04 de Agosto, de 9am 3pm. En unda soleado; dando los siguientes resultados.

TABLA N 1: NUMERO MS PROBABLE DE COLIFORMES TOTALESENCONTRADAS EN MUESTRAS DE AGUA PROCEDENTES DE LA ZONA DETIABAYA DEL RO CHILI SOMETIDAS A TRATAMIENTO DE SODIS.

Muestra A/G NMP (100 ml)Tiabaya 3-3-3 >1100Tiabaya, filtrado 3-3-3 >1100Tiabaya, botella transparente

Tiabaya, botella negraTiabaya, botella plateada

1-0-0

2-2-02-2-0

4

3535

A/G: Acido/Gas

En la Tabla N 1, se observa que el filtrado no afecta el nmero ms probable demicroorganismos, ya que los resultados obtenidos en ambas muestras dan valores mayoresa 1100 coliformes totales aproximadamente, una vez sometidas a la exposicin de radiacinsolar, dieron mejores resultados las botellas transparentes con un numero de coliformestotales de 4, siendo este menor a lo permitido por la ley general de aguas en la categora 1,que es para consumo humano con tratamiento casero; sin embargo la botella negra que se

presuma absorba mayor radiacin solar no tuvo un buen resultado, al igual que la botellaplateada, teniendo un rango mayor de coliformes totales al de la norma siendo este de 35por 100 ml, mostrando una disminucin considerable de coliformes; al estar la mitad de labotella pintada impide que los rayos solares atraviesen la botella por todas las direcciones,caso contrario que ocurre en la botella transparente que los rayos solares atraviesan labotella en todas las direcciones.

Segn un trabajo realizado en Argentina se determina que las botellas transparentes tieneun porcentaje de transmitancia de 50 60 %, las cuales dejan pasar la radiacin UV A,comparando tambin con botellas de polietileno celestes y verdes teniendo una ligera

menor transmitancia las botellas celestes (40 50%), en comparacin con la pocatransmitancia presente en las botellas verdes (15 30 %).

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0

200

400

600

800

1000

1200

Transpa Plateada Negra

Antes SODIS

Despues SODIS

Grafica N 1: En la grafica se muestra el nmero ms probable de coliformes totales, para los trestratamientos sometidos s descontaminacin por el mtodo de SODIS.

Como anexo a este anlisis microbiolgico se analizaron las muestran en el laboratorioqumico de agronoma, de esta manera comprobamos que el mtodo de descontaminacinde agua por el mtodo de SODIS no vara la composicin qumica del agua a tratar.

TABLA N 2: ANALISIS QUIMICO DE AGUA DEL RIO CHILI A LA ALTURADE TIABAYA, FILTRADA Y DESPUES DE APLICAR EL METODO DE SODIS,EN COMPARACION CON EL AGUA POTABLE.

IndicadoresFisicoqumicos

ALCALINIDAD

mg/L Ca CO3

DUREZA

mg /L CaCO3

CONDUCTIVIDADELECTRICA

mS/cm

pH

FOSFATOS

mg/L

CLORUROS

SULFATOS

mg/L

MUESTRA

Tiabaya sin filtrar 80 130 360 6,7 Presencia 1,96 2,297

Tiabaya filtrado 76 137,5 344,96 6,6 Presencia 1,89 2,297

Botellatransparente

68 137,5 344,96 6,4 Presencia 2,03 2,297

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Agua Potable de laTOMILLA

38 75 172,16 7 Ausencia 0,98 2,386

En la tabla N 2, se muestra los valores de componentes qumicos del agua, como semenciono anteriormente el mtodo de descontaminacin de SODIS no altera lacomposicin qumica del agua, es por ello que en las tres primeras muestras, lascaractersticas son similares y muy diferentes a las caractersticas del agua potable; si bienSODIS, descontamina el agua de microorganismos patgenos; esta agua no puede serbebible por las personas por los altos contenidos de sulfuros, fosfatos, y la abundancia desolutos en estas aguas, estas no producir efectos laxantes por la presencia demicroorganismos pero si por la abundancia de solutos.

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CONCLUSIONES

A las aguas del rio Chili a la altura de Tiabaya, despus del colector de Alata se les aplicoel mtodo de descontaminacin de SODIS; el tratamiento que disminuyoconsiderablemente el nmero de coliformes totales, casi en su totalidad, fue el de las botellas transparentes, por ello es recomendable que para el uso de este mtododesinfeccin de agua con el uso de la radiacin, botellas de plstico transparentes (PET),dando un numero de coliformes totales de 4 por 100 ml, siendo este valor menor al

permitido por la norma de aguas, siendo propicio para el consumo humano.

Los resultados obtenidos en las botellas pintadas de negro y plateado fue de 35 por 100 ml,siendo este no apto para el consumo humano.

Si bien SODIS, descontamina el agua de microorganismos patgenos; esta agua no puedeser bebible por las personas por los altos contenidos de sulfuros, fosfatos, y la abundanciade solutos en estas aguas, estas no producir efectos laxantes por la presencia demicroorganismos pero si por la abundancia de solutos.

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BIBLIOGRAFIA

APELLA M. & P. ARAUJO. 2005 Microbiologa del agua. Universidad Nacional de

Tucumn. Buenos Aires Argentina.

MARIN, C. & N. ESPINOZA 2003. Eficacia de la desinfeccin solar del agua (SODIS),en seis comunidades del municipio de Waslala, Regin Autnoma del Atlntico Norte, Nicaragua. Tesis para optar al Ttulo de Master en Salud Pblica(http://www.minsa.gob.ni/bns/tesis_sp/09.pdf).

PESSON P. 1979. La contaminacin de las aguas continentales. Editorial Mundo Prensa.Madrid.

WEGELIN, M. et al 2003. Gua de aplicacin, desinfeccin solar del agua. Programamundial SODIS. EAWAG/SANDEC (2002), ISBN N: 3-906484-24-6.(http://www.sodis.ch/methode/anwendung/ausbildungsmaterial/dokumente_material/manual_s.pdf).

Manual de laboratorio de Microbiologa Aplicada. Investigacin de Coliformes totales yfecales en aguas residuales

(1)http://www.cnea.gov.ar/xxi/ambiental/agua-pura/presentaciones encuentro/ARGENTINA %20SODIS.pdf

(2)http://www.maderasdelpueblo.org.mx/archivos/pdf/AguaPurifSolarGuia_sodis.pdf

(3)http://aguagestion.files.wordpress.com/2009/10/metodo-sodis-dedesinfeccion-solar-del-agua-desarrollado-en-dubendorf-suiza.pdf

(4)http://www.scielo.cl/pdf/infotec/v20n6/art05.pdf

(5)http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd53/difusion_SODIS.pdf

(6)http://ec.europa.eu/echo/files/policies/evaluation/watsan2005/annex_files/SKAT/SKAT1%20-Solar%20disinfection%20of%20water/leaflet_s.pdf

(7)http://www.fundacionescerrejon.org/formas/2229/Notas_Tecnicas_SODIS.pdf

(8)http://doultonusa.com/doulton_water_filters/TB58---Sodis-system.jpg

(9)http://www.akvo.org/wiki/images/thumb/b/bd/SODIS_map_for_Akvo.5.jpg/800px-SODIS_map_for_Akvo.5.jpg

(10)http://www.fcyt.umss.edu.bo/docentes/29/practicas/practica6.pdf

(11)http://depa.pquim.unam.mx/amyd/archivero/TecnicBasicas-Colif-tot-fecales-Ecoli-NMP_6529.pdf

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(12)http://www.electricidad-gratuita.com/irradiancia-peru.html

ANEXOS

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A partir del numero de tubos que dan reacciones positivas en los medios presuntivos yconfirmativas, se calcular por referencia a tablas estadsticas, el numero ms probable deorganismos coliformes fecales (termotolerante) y E. coli presuntiva en 100 ml de muestra.Cuando se emplean diluciones, el resultado final deber multiplicarse por el factor dedilucin para hacerlo equivalente.

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Figura N 1: A: Orilla del rio donde ha sido colectada la muestra; B: Botellas de agua llenas paratranslado; C: Pintado de las botellas; D: Botella pintada de negro expuesta a radiacion; E y F: las tresbotellas expuestas a radiacion

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A B

C D

E F


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Figura N 2: G: lectura a travez de la botella (transparencia); H: examenes microbiologicos; I: NMPen el agua dee Tiabaya; J: NMP del agua de Tiabaya filtrada; K: NMP del agua de la botella plateada;L: NMP del agua de la botella negra; y M: NMP del agua de la botella transparente.

G H

I J

K L M

Informe Final de SODIS

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