El agua puede contener una gran variedad de microorganismos, incluyendo bacterias, virus, protozoos y huevos de parásitos. La presencia de bacterias coliformes puede causar diarreas, la presencia de Biofilm puede ser reservorio de bacterias peligrosos para la Seguridad Alimentaria como Salmonella y Campylobacter, incluido formas esporuladas de Clostridium con incidencia negativa sobre la Salud Intestinal. Los contaminantes microbiológicos o parásitos en el agua de pozos, como por ejemplo Giardia, E. coli, o Cryptosporidium, no alteran el olor, el sabor, ni el aspecto, son invisibles a simple vista, debemos ser cautos ya que el agua, aunque sea clara no siempre es sinónimo de agua segura.
Los problemas generales son: contaminación biológica; contaminantes inorgánicos como hierro y manganeso que promueven patógenos como E. coli; riesgo para la salud intestinal por sodio, cloruro, magnesio y sulfato; reducción del consumo por exceso de alcalinidad; deterioro de la instalación por corrosión y/o incrustación; fallos en los equipos tales como bebederos obturados, fugas, o incluso tuberías selladas por incrustaciones calcáreas, sedimentos o crecimiento biológico.
- La degradación de la calidad del agua ocurre con el tiempo por disolución de los materiales en contacto y efluentes externos, y por lo general en las explotaciones ganaderas no va a mejor. Empeora a lo largo de los años debido sobre todo a los purines, actividades agrícolas e industriales.
- Por tanto, una analítica anual no puede ser suficiente vigilancia ya que eventos como lluvias, sequias, vertidos, etc. variaran las características del agua. Es necesario marcar unas pautas continuas de seguimiento para vigilar el mantenimiento de una calidad uniforme y advertir cualquier desviación importante que implique actuar con medidas correctoras: Conductividad, TDS, potencial Redox y pH.
Los desinfectantes, usados de manera adecuada, eliminaran las bacterias peligrosas y otros microorganismos indeseables. Los protozoos y los enterovirus son más resistentes, así como el Biofilm, pero con un sistema de acondicionamiento y control integral del sistema de agua podemos lograr una prevención efectiva.
El primer objetivo de la desinfección es la eliminación de los microorganismos patógenas existentes en el agua, y el segundo evitar que aparezcan durante la distribución mediante el efecto residual de tales desinfectantes.
La materia orgánica en suspensión y el Biofilm generado en la red son las dos causas principales del fracaso de nuestro sistema de desinfección. Impiden un alto grado de limpieza, consumen la capacidad oxidante de los desinfectantes, son refugio de microorganismos, así como formas de resistencia.
- La materia orgánica suspendida en el agua está compuesta por miles de componentes: partículas macroscópicas, coloides o macromoléculas disueltas.
- Biofilm: se definen como una comunidad de microorganismos que crecen embebidos en una matriz de exopolisacáridos y adheridos a una superficie inerte.
- La matriz de exopolisacáridos es una biopelícula de 5 a 10 μm en su capa base y de como máximo 200 μm (0’2m/m) en su capa de apilamiento, puede desprenderse, vehicular y colonizar la tubería hasta los bebederos. El resto de materia orgánica, lo que habitualmente vemos, es crecimiento de algas, hongos y levaduras, incrustaciones de calcio y magnesio, y restos de sedimentos aportados por el agua sin filtrar.
- El biofilm necesita un punto de anclaje, este suele ser las incrustaciones calcáreas y restos de sedimentos, de ahí la importancia de:
- Eficaz filtración del agua de abastecimiento.
- Programas de tratamiento que abarquen la prevención y eliminación de incrustaciones calcáreas.
- Ver en nuestras publicaciones artículo: Agua: problemas de incrustaciones y Biofilm
- La resistencia frente a los desinfectantes de los patógenos protegidos en el biofilm puede llegar a ser 100-150 veces superior a cuando están libres en el flujo del agua.
¿Cuáles son los puntos clave de nuestro sistema de aporte para el agua de bebida?
- Captación: evitar tomar el agua de zonas superficiales muy expuestas a la contaminación ambiental, así como muy profundas que puedan albergar fangos y limo.
- Causas de contaminación superficial: escorrentías, residuos doméstico o ganaderos como purines, tratamientos agrícolas e industriales, etc.
- Causas de contaminación por debajo de la superficie: drenajes, fugas de tuberías, pozos abandonados, fugas sépticas, fermentaciones anaeróbicas, etc.
- Filtración: la arena es reservorio y refugio de microorganismos. Con un adecuado sistema de filtración también podemos eliminar la turbidez y materia orgánica que consume poder desinfectante además de producir problemas físicos en la instalación.
- Almacenamiento: los depósitos deben estar aislados de la intemperie, evitar la luz directa del sol, y orientarse de manera que mantengan la menor temperatura posible. La dimensión debe ser la adecuada que permita una garantía de suministro y un flujo de renovación, así como permitir la limpieza y desinfección para su mantenimiento.
- Distribución: una red de distribución adecuada debe estar planteada de manera que evite un calentamiento excesivo, los materiales deben ser de fácil limpieza y que eviten la proliferación del biofilm: lisos, resistentes a la corrosión, y con el menor número de codos y zonas muertas.
- Desinfección: la elección del sistema adecuado debe responder a varias cuestiones:
- pH y dureza del agua, ya que los productos químicos están sujetos a equilibrios con el medio que les rodea haciéndolos más o menos eficaces, incluso necesitando una acondicionado previo.
- Apto para consumo animal y por tanto aptos para ser “Empleados para la desinfección del agua potable, tanto para personas como para animales”. Reglamento (UE) nº 528/2012, sobre biocidas, regula la comercialización y el uso de biocidas que se utilizan para proteger a las personas y a los animales. En la actualidad nos encontramos con productos de carácter oxidante sobre los microorganismos como especies de cloro y peróxidos.
- Adecuado según las características físico-químicas del agua, instalación y equipos disponibles para su dosificación.
- Especia animal, edad productiva y posible incidencia. Dentro del sistema de tratamiento podemos seleccionar el que más se adapte al objetivo, costo asumible y/o problema sanitario particular de la explotación.
¿Qué productos pueden emplearse para la desinfección del agua de bebida animal?
Los desinfectantes solo actúan de forma correcta cuando se tiene en cuenta y acondiciona el medio donde se aplican, los equipos deben instalarse de forma adecuada, realizar los mantenimientos necesarios y establecer protocolos de vigilancia para cerciorarse de su correcto funcionamiento. Sin olvidar el beneficio positivo para la salud y producción animal de utilizar los productos adecuados a la especie y fase productiva animal.
Ningún desinfectante oxidante para el agua tiene efecto inmediato, necesitamos un tiempo mínimo de contacto o maceramiento. Para el cloro está establecido la siguiente regla: tiempo = 20/ ppm cloro libre; con carácter general se debe asegurar no menos de 15 o 20 minutos de contacto para garantizar una buena desinfección. Esta dosificación debería ser dentro, o antes de un depósito, ya que cuando se dosifica en línea, y debido a las fluctuaciones tan importantes en los caudales de consumo, el agua puede tener picos de concentración muy altos que pueden afectar a los materiales de la red, tuberías, bebederos, y producir efectos de rechazo en los animales de la explotación.
HIPOCLORITO: consiste en la administración de cloro al agua para eliminar las bacterias y otros contaminantes microbianos. Para que sea efectivo, el cloro tiene que estar cierto tiempo en contacto con el agua. Su eficacia se reduce con un pH alto, con temperaturas elevadas y con presencia de materia orgánica, con estos últimos crea especies químicas indeseables por toxicidad como los Trihalometanos. Su eficacia contra algas y otros microorganismos macroscópicos le hace ser el tratamiento de elección cuando se aportan aditivos acidificantes orgánicos y otros nutracéuticos al agua.
- El hipoclorito sódico es el producto más utilizado a nivel mundial, tanto en potabilización para agua de consumo humano como en ganadería. Cierto es que su eficacia depende del acondicionamiento previo del agua: reducción de pH entre 6,5-7, y eliminación de materia orgánica.
- EL poder desinfectante del cloro radica en su capacidad de oxidación. En presencia de agua el hipoclorito (NaOCl), reacciona para dar ácido Hipocloroso (HOCl), la forma con mayor potencial de oxidación y más activa como desinfectante.
- A pH 5 todo el cloro está en forma de ácido hipocloroso, pero a medida que el pH aumenta este ácido se disocia. La forma disociada es menos efectiva al estar cargada y no penetrar en las membranas lipídicas. Una vez llegado a pH>7,5 empiezan a predominar los iones hipoclorito y por tanto se ve comprometida la eficacia de la desinfección.
- La capacidad desinfectante de la forma ácida está relacionada con su mayor capacidad para penetrar las membranas y paredes de recubrimiento de los microorganismos.
- Hay que tener en cuenta que una bajada de pH excesiva, por debajo de 4,5, compromete no solo la instalación por el aumento de corrosividad, también la eficacia de la cloración pues predomina el Cloro gaseoso el cual se evapora no ejerciendo efecto residual.
- Al aumentar la temperatura el cloro es más inestable disociándose más rápidamente y perdiendo concentración, no solo en el agua también la propia garrafa de producto.
- El cloro reacciona oxidando todas las sustancias orgánicas e inorgánicas presentes en el agua. Por tanto si no existe una filtración previa será necesaria más cantidad de desinfectante. Pero además corremos el peligro de una generación excesiva de especies tóxicas. Incluso rechazo del agua por los animales.
La monitorización del hipoclorito en el agua se realiza mediante la medición del Cloro libre residual, pero al ser un fuerte oxidante es más interesante medir el potencial Redox ya que nos da idea real de la efectividad de la desinfección. Niveles recomendados para ganadería:
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- Cloro libre en bebedero: 0,5-1 ppm.
- Redox en bebedero: 450-650 mV.
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Otras formas de aportar cloro, pastillas: el uso de formas sólidas de cloro está muy extendido, por lo general se usan dos presentaciones galénicas:
- Hipoclorito cálcico. Es muy estable para almacenarse sin perder eficacia (soluciona este problema de su hermano líquido Hipoclorito sódico) pero al diluir en agua se disocia rápidamente. Por tanto, su uso esta recomendado para crear disoluciones madre de aporte in situ. Ojo estas disoluciones deben de prepararse usando agua de mineralización débil y no alcalinas.
- Ácido tricloroisocianúrico: es la forma de uso en pastillas más extendidas en ganadería por su disolución y aporte de cloro de manera sostenida y prolongada. Ideales para grandes bidones, balsas y pozos.
- Dicloroisocianurato sódico: presentación solida para generación rápida de cloro disponible. Producto de muy versátil manejo y eficacia ideal para tratamientos de depositos, desinfecciones y generación de soluciones para aporte de cloro mediante bombas dosificadoras sin los inconvenientes del Hipoclorito.
DIÓXIDO DE CLORO: el dióxido de cloro, aunque es una forma de cloro, lo trataremos aparte ya que su manejo es totalmente distinto. También un desinfectante muy efectivo. Su eficacia no es sensible al pH estándar del agua, ni a la presencia de materia orgánica, sin embargo, debe elegirse correctamente el tipo de producto y su generación.
- Se genera normalmente como solución en agua o como gas. Se produce en soluciones acidas de clorito sódico (NaClO2), o clorato sódico (NaClO3). Por tanto, debe utilizarse una maquinaria compleja in situ en la instalación o bien adquirirse formulado ya generado en garrafas.
- El dióxido es un gas que no se hidroliza en el agua, se mantiene en suspensión, y si el envase está cerrado tiende a disociarse en cloro y oxígeno, pero si está abierto tiende a volatilizar, por lo tanto, si se usa el producto formulado debe utilizarse antes de 10 días para el del 0,75% de concentración, 20 días para el del 0,4% y por debajo del 0,1% es estable más tiempo.
- En cualquier caso, debemos saber que la degradación no es todo-nada, sino que va perdiendo concentración poco a poco y que, al cabo de los días mencionados, en el mejor de los casos habrá perdido más del 50% del ClO2 que contenía el envase.
- Desinfecta en todo el rango de pH, aunque en medios ácidos es más eficaz.
- La gran diferencia respecto al Hipoclorito es la no generación de Cloratos y la reducción significativa de la presencia de Trihalometanos.
- Debido a la ausencia de carga eléctrica es muy efectivo para penetrar en la capa protectora del Biofilm.
La monitorización del dióxido de cloro más sencilla es con un medidor digital fotométrico de cloro libre tipo HANNA. Para saber la concentración basta con multiplicar el resultado que indique el fotómetro por 2,6. El valor adecuado debe estar en el rango 0,2-0,5 ppm.
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO: el peróxido de hidrógeno H2O2 es un desinfectante muy efectivo y un potente agente oxidante. Reduce la contaminación microbiológica y no aporta ni sabor ni olor al agua. Es totalmente biodegradable y no forma especies químicas indeseables.
- Donde se manifiesta más activo es en la oxidación de la materia orgánica en suspensión y biofilm, debido a su gran capacidad de penetración en las fases lipídicas. Del mismo modo también es muy efectivo contra bacterias Clostridium por su capacidad de penetración en la pared.
- Su actividad desinfectante no depende de pH.
- Es un producto de carácter fuertemente ácido, por tanto, tiene eficacia en la eliminación de cal.
- Con respecto a organismos mayores, como ciertas algas y flora acuática, son inefectivos ya que presentan enzimas catalasas que eliminan especies reactivas del oxígeno.
La monitorización del peróxido se realiza mediante unas simples tiras reactivas, debemos llegar a unos 10-15 ppm en la salida del bebedero. Respecto al potencial redox, a diferencia del Hipoclorito, la dosificación óptima llegara a 230-260 mV puesto que las moléculas de peróxido no ejercen todo su potencial oxidante hasta contactar con microorganismos y materia orgánica reducida, mientras el Hipoclorito se disocia al contacto con el agua. Este aspecto es una gran ventaja para garantizar un gran efecto residual y estable en el tiempo.
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- Reseñar que la medición Redox en este caso es muy útil para comprobar el estado de limpieza y Biofilm en las instalaciones, de manera que la diferencia entre un punto anterior y posterior de la línea nos dará idea de la carga orgánica en la conducción.
La utilización conjunta de ácidos inorgánicos reductores del pH junto al peróxido es muy interesante por su sinergia para lograr una correcta desinfección, estabilidad en el agua y limpieza de conducciones:
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- No deben mezclarse ambos productos químicos directamente.
- La dosificación será por separado mediante equipos distintos y lugares de aplicación separados.
- Existe una presentación de nombre comercial BIOSANE a base de Peróxido 15% + ácido fosfórico 25%, ya lista para su uso.
REDUCTORES DE PH: no son biocidas, pero debido su importancia en el acondicionamiento debemos hacer mención de ellos:
- Ácidos orgánicos: son aditivos alimentarios con capacidad bactericida o bacteriostática según el tipo de ácido y pH del medio. Aplicados vía agua pueden producir crecimientos descontrolados de algas al ser fuente de alimentación. Estos organismos macroscópicos indeseables son protección de gran cantidad de patógenos bacterianos y por tanto deben de evitarse con una cloración efectiva.
- Hay ácidos orgánicos con acción quelante de Ca, Mg y Fe muy recomendados para la prevención de incrustaciones calcáreas y Biofilm. Destacan Glucónico, Cítrico y en menor medida el Láctico.
- La formulación comercial ACIFEED presente componentes reductores de pH y efecto quelante, siendo un producto de elección para programas desinfectantes basados en la cloración mediante el acondicionador de pH y que requieran un alto grado de limpieza de las conducciones.
- Ácidos inorgánicos: tienen mayor capacidad reductora del pH que los anteriores y no promueven el crecimiento de algas, por contra:
- Mayor peligro de corrosión y posible mala praxis de uso por exceso de dosis debido a su pequeño margen de error.
- Sin capacidad bactericida.
- No tienen acción quelante sobre iones divalentes como Ca, Mg y Fe.
Hay que mencionar que el uso de ácidos corrosivos puede estar sujeto a normativas ADR para la distribución y APQ para el almacenamiento, conviene revisar las fichas de seguridad para seleccionar productos que se adapten al grado de aplicación de la normativa en la explotación o sistema de integración.
Resumen final:
Bajo la experiencia del autor todos los métodos empleados para la desinfección son efectivos siempre que se acondicionen, dimensionen y se monitoricen correctamente. Pero si tuviera que elegir me decantaría por los siguientes sistemas según especie de destino, efectividad y coste.
AVES y CERDOS:
- Peróxido de Hidrógeno + ácido inorgánico. Elegiría el producto BIOSANE ideal por su manejo conjunto. Por su gran estabilidad y efecto residual se puede aplicar desde la misma captación por una simple bomba proporcional.
- Hipoclorito sódico + reductor de pH ambos con bombas automáticas acopladas a contador volumétrico. La opción acidificante base sería ACIFEED, tanto por su capacidad acidificante como por la prevención de incrustaciones calcáreas debido al efecto quelante sobre Ca y Mg.
RUMIANTES:
- Peróxido de hidrógeno. La efectividad contra Clostridium es muy interesante para estos tipos de animales. Existen presentaciones comerciales para uso en agua al 50% de concentración facilmente aplicables con bombas dosificadoras.
La evolución en la desinfección del agua como un bien fundamental para la vida y la producción ganadera está en constante investigación y desarrollo por la gran importancia presente y futuro. NUTROFAR es conocedor de las necesidades del mercado y la sociedad, por tanto, tenemos inquietudes en el desarrollo de alternativas cada vez más respetuosas con el medio ambiente y la sostenibilidad. Prueba de ello estamos trabajando para el tratamiento microbiológico sin la utilización de químicos, ACTIVH2O .
Autor de la publicación
Pablo Manrique Vergarap.manrique@nutrofar.es
