Propuesta de un sistema de desinfección solar para el tratamiento de agua pluvial bajo condiciones rurales

La escasez de agua es una realidad a nivel mundial, nacional y local. Ésta se acentúa en las comunidades rurales debido a la falta de infraestructura existente, la lejanía entre casas-habitación y densidad de población, por lo cual la captación pluvial se vuelve viable en este contexto. Sin embargo, es necesario asegurar la calidad del agua que consume toda persona para evitar enfermedades diarreicas; una persona requiere al menos 7 litros de agua al día para beber, preparar alimentos y limpieza diaria personal (lavado de dientes y manos). Para lo cual se seleccionaron la filtración y desinfección solar como métodos de tratamiento de agua. El primero consiste en pasar agua a través de un medio poroso para la remoción de contaminantes, y la desinfección solar consiste en utilizar radiación solar directa e incremento de la temperatura del agua para disminuir la contaminación microbiológica. La investigación que se presenta a continuación tiene como objetivo el diseño de los componentes (pre-tratamiento y tratamiento) de un sistema de desinfección de agua de lluvia recolectada y almacenada en comunidades rurales. Para lo cual, se realizaron tres pruebas experimentales. La primera, consta de la remoción de contaminantes mediante columnas de filtración en un sistema de carga constante donde se evalúa la turbidez y el flujo en tres diferentes medios filtrantes. La segunda y la tercera, buscan determinar el efecto de la radiación solar directa e inhibida en el incremento de la temperatura del agua y remoción de contaminación microbiológica (medida a través de Coliformes Totales) en un periodo de 8 horas en días diferentes. Para esto se construyeron sistemas de tubos hechos con cobre y manguera negra rígida; así como canales de PVC blancos y negros recubiertos con una placa de vidrio. Los resultados obtenidos determinan el tiempo de retención del agua en cada componente del sistema, así como los materiales y dimensiones de los mismos. La temperatura del agua obtenida tras 8 horas se encuentra sobre los 40 grados Celsius, por lo cual deberá ser enfriada si se desea un uso inmediato de la misma. La información obtenida en conjunto con la identificación del potencial de implementación del sistema, hace viable posteriores validaciones del sistema propuesto y su implementación en el Estado de Querétaro.

Water is a scarce resource; its availability varies geographically and temporarily. Due to unavailable hydraulic infrastructure, distance between homes and population density, rural population has no access to drinking water. In this article, the proposal is to use water harvesting, filtration and solar disinfection to fulfill the need of drinking water in such communities. Water harvesting consists of catching and storing precipitation, filtration occurs when water passes through a porous medium to remove contamination and solar disinfection consists of using radiation and temperature rise to decrease microbiological contamination. The purpose of this research paper is to design the components (water pretreatment and treatment) of a disinfection system of water harvested in rural communities of Querétaro. Pretreatment consists of filtering water; in this study, both sand and activated carbon are tested measuring turbidity and discharge in a constant head system. Treatment consists in rising water temperature and radiation exposure, temperature increase and total coliforms in an eight-hour period are measured in three different days, for which cooper pipelines, black rigid hoses and glass over a white and a black PVC channel are tested. The results obtained in this study, determine the required residence time on each stage of water¿s disinfection, allowing a posterior definition of the components materials and dimensions. The water¿s temperature obtained at the end is above 40 degrees Celsius; therefore, water must be stored to reduce its temperature or a cooling system will be needed to allow immediate use of water. The data obtained makes feasible a posterior design proposal of a solar disinfection system of rainwater harvested in Querétaro.