Hierro y manganeso en el agua de pozo: guía de eliminación

Las cifras de 0.3 mg/L de hierro y 0.05 mg/L de manganeso son umbrales estéticos, no límites sanitarios. También son los límites prácticos para los equipos posteriores: una membrana de ósmosis inversa ensuciada por óxido de hierro pierde flujo y no puede limpiarse hasta volver a la línea base, y una resina de descalcificador recubierta de hierro pierde capacidad. Trate en el umbral inferior cuando el agua alimente cualquiera de los dos dispositivos, y trate antes cuando el agua se caliente o se almacene en un tanque.

El umbral es más bajo cuando el agua se clora aguas abajo. El cloro oxida el hierro disuelto en partículas después del filtro, por lo que un pozo con 0.2 mg/L de hierro que pasa el filtro aún puede manchar la grifería cuando la línea de distribución se clora. En ese caso, oxide y filtre antes del punto de inyección de cloro, o acepte las manchas.

La oxidación convierte el metal soluble en un óxido insoluble; la filtración elimina después las partículas. La elección depende de la concentración, de la presencia de manganeso, de la necesidad de desinfectar y de lo que haya aguas abajo. La aireación es el oxidante más económico, pero no aporta residual y le cuesta el manganeso. El cloro es eficaz y deja residual, pero debe eliminarse antes de una membrana de ósmosis inversa. El ozono es la opción más potente y también elimina color y olor.

El hierro se oxida con facilidad a pH 7.0 y superior, con un potencial redox de unos 200 mV. El manganeso necesita aproximadamente pH 8.0–8.5 y un oxidante más potente, porque su cinética de oxidación se ralentiza bruscamente por debajo de ese intervalo. A pH 7.5, una dosis de cloro que elimina el hierro a menudo deja el manganeso en solución, y el filtro parece funcionar mientras las manchas negras continúan.

Eleve el pH con hidróxido de sodio o carbonato de sodio antes de la oxidación y luego filtre. Mantenga el pH dentro del intervalo que el medio tolera y compruebe el agua tratada, no el agua bruta, porque la oxidación consume alcalinidad y el pH de salida puede bajar. El agua fría ralentiza aún más la reacción: un descenso de 10 °C puede duplicar aproximadamente el tiempo de contacto necesario para la misma eliminación.

Un tanque de contacto no sustituye a un filtro. Da tiempo al oxidante para reaccionar, pero las partículas resultantes aún necesitan un lecho con suficiente profundidad y el retrolavado adecuado. Los sistemas que añaden ozono y se saltan la filtración envían el óxido directamente al cartucho, que pasa a ser el filtro y se obstruye en pocos días.

Dimensione con el caudal punta, no con el medio. Los lechos multimedia o catalíticos suelen operar a una velocidad de servicio de 10–30 m/h con 0.8–1.2 m de profundidad de lecho. Retrolave a 20–30 m/h durante 10–15 minutos y añada barrido de aire si el medio es pesado. Cuando se usa cloro u ozono, proporcione 10–20 minutos de tiempo de contacto antes de la filtración para que se complete la reacción de oxidación; un tanque de contacto corto deja pasar metal sin reaccionar al lecho y lo ensucia.

Las bacterias del hierro no son un problema químico. Oxidan el hierro y el manganeso como fuente de energía y forman un limo naranja o marrón que obstruye filtros, bombas y tuberías. Las señales son un olor a podrido o pantanoso, crecimiento viscoso en la rejilla del pozo y biopelícula naranja en el depósito del inodoro. Un filtro nuevo se ensuciará en pocas semanas si antes no se rehabilita el pozo.

Trate el pozo, no solo el agua: cloración de choque a 50–200 mg/L con 12–24 horas de contacto, cepillado o surging de la rejilla y bombeo a desagüe hasta que caiga la demanda de cloro. Después desinfecte la línea de distribución. Si el pozo produce bacterias del hierro de forma repetida, la disposición habitual a largo plazo es una cloración continua a dosis baja con decloración antes de la ósmosis inversa.

Los fabricantes de membranas suelen especificar hierro inferior a 0.05–0.1 mg/L en la entrada de la ósmosis inversa. El óxido de hierro ensucia el espaciador de alimentación y la superficie de la membrana, y la limpieza ácida elimina parte, pero no las porciones que se han incrustado en la membrana; los episodios repetidos reducen el flujo de forma permanente. El manganeso es peor porque necesita un ácido más fuerte y puede catalizar la degradación de la membrana.

El orden de protección es oxidación, filtración y luego un cartucho de 5 µm como protección. No confíe en el antincrustante para el hierro: los antincrustantes dispersan sales de dureza, no óxidos metálicos. Si la alimentación contiene 0.5 mg/L de hierro disuelto y la ósmosis inversa funciona de forma continua, la carga de hierro es de 0.5 g por m³; a 10 m³/h eso son 120 g al día, suficiente para ensuciar una matriz pequeña en pocas semanas.

El retrolavado es la rutina principal. Actívelo por presión diferencial, normalmente 0.5–1.0 bar por encima del lecho limpio, o por un intervalo fijo, y confirme el caudal de retrolavado con un medidor en lugar de por el sonido. Revise anualmente el lecho de medio filtrante para detectar pérdidas y compactación, y sustituya el medio cada 3–5 años según la carga de hierro. Analice el agua tratada para hierro y manganeso cada trimestre; un valor de salida en aumento indica que la dosis de oxidante, el pH o el tiempo de contacto se han desviado. Mantenga en planta un juego de cartuchos de repuesto y una bomba dosificadora de repuesto; estos son los dos componentes que detienen el tren cuando fallan.