Ozono vs UV para la desinfección del agua potable

La UV para agua potable se especifica normalmente a 30–40 mJ/cm² y 254 nm, al final de la vida de la lámpara y con un margen por ensuciamiento. La dosis se entrega en segundos; el tiempo de contacto no es una variable de diseño en el mismo sentido que en el ozono. Las variables clave son el caudal, la transmitancia UV, la turbiedad y la salida de la lámpara.

El ozono para agua potable suele ser de 1–3 mg/L con 5–15 minutos de contacto. El enjuague de botellas usa 2–4 mg/L. La dosis debe cubrir la demanda de ozono del agua más el residual necesario para la desinfección. El CT, producto del residual disuelto por el tiempo de contacto en mg·min/L, es la métrica de diseño. Una torre que contiene 5 m³ a 10 m³/h da 30 minutos nominales; un residual de 0.4 mg/L después de la demanda da un CT de 12 mg·min/L.

Ozono. Es un oxidante fuerte que descompone la materia orgánica causante del color, destruye muchos compuestos de sabor y olor, y convierte el hierro y el manganeso solubles en partículas que un filtro multimedia puede retener. La etapa de oxidación debe ir seguida de filtración; el ozono por sí solo transforma los metales, pero no elimina los sólidos resultantes. Las dosis típicas para eliminar hierro y manganeso parten de 1–3 mg/L, fijadas por la demanda estequiométrica más la demanda orgánica.

La UV no tiene efecto sobre el color, el sabor, el hierro ni el manganeso con las dosis usadas para desinfección. No puede sustituir una etapa de oxidación ni compensar un filtro que no retira las partículas oxidadas. Si el problema es estético o metálico y no microbiológico, la UV es la herramienta equivocada por grande que sea el reactor.

La UV no deja residual. La protección termina en la salida del reactor, y cualquier microorganismo introducido en el tanque de almacenamiento, el circuito de recirculación o un ramal muerto puede crecer sin más inhibición. Por eso un sistema UV depende de un almacenamiento higiénico: un tanque sellado, un venteo hidrófobo de 0.2 µm, un fondo cónico lo bastante corto para evitar la estratificación y ningún ramal muerto de más de tres diámetros de tubería.

El ozono deja un residual de corta vida, típicamente 0.2–0.5 mg/L en el tanque y una semivida de 20–30 minutos en agua limpia a 20 °C. Basta para proteger un tanque y un circuito recirculados, pero no una red de distribución larga. Monitoree el ozono disuelto o el ORP, y no suponga que el residual llega a un ramal que no circula. Para el último metro suele añadirse UV en el punto de uso.

La UV a 254 nm no produce subproductos de desinfección conocidos a las dosis para agua potable, porque no añade ningún producto químico. Los riesgos prácticos son eléctricos, ópticos y de mantenimiento: nunca mire una lámpara encendida, manipule con cuidado las camisas de cuarzo y sustituya lámparas y camisas según el programa. La UV no elimina nitrato, arsénico ni otros contaminantes disueltos, por lo que no sirve para corregir un problema químico de calidad del agua.

El ozono puede producir bromato cuando hay bromuro presente, y el bromato está regulado en muchas normas de agua potable. Verifique la concentración de bromuro y la dosis de ozono antes del diseño, y confirme el resultado de bromato en el agua terminada. El ozono también es un riesgo laboral: la sala del generador necesita ventilación, detección de ozono y un destructor de gas de cola en el venteo de la torre de contacto. Nunca descargue gas con ozono en un espacio ocupado.

Sí, y la combinación es habitual en plantas de embotellado y de agua potable en edificios. El ozono se dosifica en el circuito de recirculación del tanque de almacenamiento para oxidar la materia orgánica y mantener un residual; la UV se instala en el punto de uso para proteger el último metro de tubería sin añadir residual al agua potable. El orden importa: primero ozono, luego almacenamiento y después UV, de modo que la UV reciba agua con baja demanda de oxidante.

Un error común es colocar la UV antes del tanque de contacto con ozono. El ozono en el agua absorbe la luz de 254 nm, así que la dosis UV disminuye aunque la salida de la lámpara sea normal. Otro error es usar ozono para desinfectar e instalar después un filtro de carbón aguas abajo sin controlar el lecho de carbón; el carbón elimina el residual y puede favorecer el crecimiento bacteriano si no se mantiene.

Parta del problema del agua, no del equipo. Si el riesgo es microbiológico y el agua es clara, la UV es más sencilla, no deja residual y no necesita torre de contacto. Si el agua tiene color, sabor, hierro o manganeso, o si un tanque y un circuito necesitan protección, el ozono hace más trabajo. Si ambas cosas son ciertas, use ambos en el orden correcto.

La UV es eléctricamente sencilla pero tiene consumibles: lámparas de 8,000–9,000 horas, camisas de cuarzo, sensores y cartuchos. El ozono incluye un generador, una alimentación de aire u oxígeno, una torre de contacto, un destructor de gas de cola y más instrumentación. El ozono suele requerir más espacio, más habilidad de mantenimiento y más gestión de seguridad; la UV suele requerir agua más limpia y una rutina disciplinada de sustitución de lámparas y camisas.

Ninguna de las dos opciones es permanente. Una planta puede empezar con UV para un suministro municipal claro y añadir ozono más adelante si cambia la fuente o se agrega un tanque de almacenamiento. Diseñe la tubería con puntos de muestreo futuros y un bypass, de modo que la segunda barrera pueda añadirse sin cortar la línea principal. El análisis del agua debe repetirse tras cualquier cambio de fuente, porque la elección de desinfección sigue al agua y no al revés.