Entre otros, usted podría escuchar el siguiente comentario si se encuentra al lado de alguien interpretando unos resultados de análisis de agua residual:
“Este valor de DBO es pequeño para la DQO que tiene la descarga; podría indicar compuestos orgánicos recalcitrantes o alguna toxicidad. Podría confirmarse con una análisis de COT…”
Por un lado, podría sentirse abrumado ante generoso uso de acrónimos, por otro, podría sentir que sus resultados de análisis y su apego a la norma está en las manos del destino y fuera de su control, así que veremos en este post cada término y sus implicaciones.
Características del agua residual
Un agua residual típica contiene materia orgánica en gran concentración. Esto es significativo en varios aspectos: ecológicamente, al descargar esta agua en un cuerpo receptor como un lago o río, la materia orgánica es degradada por los microorganismos y ocasiona que se consuma el oxígeno, matando a la fauna acuática; desde un punto de vista sanitario, la materia orgánica sirve para que proliferen los organismos patógenos que ya suele contener el agua residual, de manera que cuanto más contaminada, mayor el tiempo y el peligro que representa como foco de infección.
El problema de querer evaluar la materia orgánica del agua empieza con que la misma definición es vaga: “todos los compuestos con carbono” implica el análisis imposible de millones de sustancias, así que se requieren métodos que los analicen globalmente.
Análisis de la DBO
La Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO, BOD en inglés) es el método más tradicional que mide la cantidad de oxígeno que consumen los microorganismos al proliferar en el agua residual y alimentarse de su materia orgánica. Esto encaja muy bien muy bien con el propósito de evaluar el impacto en la fauna acuática de cuerpos receptores y también representa bien cuánto se puede prestar el agua como foco de infección, ya que diferentes compuestos de carbono tienen diferente valor como sustratos para el crecimiento de microorganismos.
Frascos de incubación de DBO
Sin embargo, existen varios obstáculos al determinar la DBO:
- La DBO es una medición que depende de la actividad microbiana y como tal su precisión inherente es menor en comparación a métodos abióticos.
- Agentes tóxicos de la muestra pueden inhibir la actividad microbiana: en muestras con pH extremo o con cloro, se neutraliza el primero, se suprime el segundo y se inocula flora bacteriana nueva para garantizar la actividad microbiana, pero puede haber otros agentes inhibidores desconocidos.
- La principal cuestión es que el resultado tarda: el tiempo estandarizado de incubación de la muestra es de cinco días, y el consumo de oxígeno en realidad puede continuar por más tiempo, por lo que es inútil como mecanismo de control en tiempo real para un proceso de tratamiento de agua.
Por estos motivos se requieren métodos que que sean más rápidos y sustituyan la DBO como mecanismos de control.
Análisis de la DQO
La Demanda Química de Oxígeno es el método tradicional que reemplaza a los microorganismos y su uso del oxígeno con el uso de un reactivo oxidante fuerte, el dicromato de potasio en ácido sulfúrico y a alta temperatura. Como la cantidad de dicromato que reacciona está relacionada a la cantidad de oxígeno necesario para consumir la materia orgánica, puede estimarse el oxígeno que se consumiría junto con la materia orgánica, y ello en un tiempo de 90 minutos a 3 horas en lugar de 5 días, por lo que es mucho más práctico para controlar un proceso de tratamiento de agua.
¿Por qué seguir midiendo la DBO?
Porque la relación no es universal ni directa. Hay sustancias como los nitritos, sulfitos y el ion ferroso que también reaccionan con el dicromato y serán registrados como consumo de oxígeno por materia orgánica. El mismo ion cloruro, presente en gran parte de las aguas naturales, puede interferir y requiere agregar reactivos como sales de plata y mercurio para suprimirlo, lo que implica el manejo y disposición de residuos tóxicos. Aparte, sigue habiendo un grupo de sustancias orgánicas como la piridina y el benceno que no reaccionan con el dicromato de potasio aunque puedan consumirlas los microorganismos. En la práctica, se deben hacer evaluaciones conjuntas de DBO y DQO para cada descarga específica con el fin de establecer una correlación útil.
Análisis de la DQO
La DBO y la DQO han sido hasta ahora los dos parámetros de rutina para evaluar el consumo de oxígeno y la carga orgánica aunque hay otros que también complementan la información y cuyo análisis es aún más rápido: la demanda total de oxígeno (DTO, TOD en inglés) y el carbono orgánico total (COT, TOC).
Ambos pueden medirse evaporando el agua de la muestra y calcinando el residuo en una cámara de combustión a temperaturas altas: para evaluar el carbono orgánico total se mide el dióxido de carbono emitido con un detector infrarrojo y para evaluar la demanda total de oxígeno se mide la diferencia en la concentración de oxígeno en flujo del gas a la entrada y al escape de la cámara.
Análisis del COT
El COT es el parámetro más directo de la carga orgánica, aunque no puede estimar el consumo de oxígeno directamente (diferentes compuestos con la misma proporción de carbono pueden consumir diferente cantidad de oxígeno) y la DTO ofrece información similar a la DQO con la ventaja de requerir aún menos tiempo y omitir reactivos y residuos peligrosos.
COT y DTO se miden por la combustión de una muestra
Aunque los análisis de COT y DTO son incluso más rápidos y tienen un costo marginal por análisis menor, actualmente no están abarcados por normas mexicanas y su inversión inicial requerida es alta al requerir equipos más sofisticados.
