Con el aumento de la población mundial se produce una mayor demanda de agua y alimentos pero también el que seamos cada vez más en este planeta trae consigo un aumento de la contaminación de los recursos disponibles. El agua utilizada por el hombre con fines domésticos, industriales y agrícolas vuelve a los cauces de los ríos y a los lagos con una carga de contaminantes físicos, químicos y biológicos, entre ellos los microorganismos, en una cantidad considerable.

Se dice que el mayor enemigo de la naturaleza es el hombre, las distintas actividades industriales que desarrolla en pro de conseguir nuevos avances industriales en ocasiones son la causa de la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas. Los contaminantes pueden tener diferente origen aunque siempre provocan el mismo efecto; pueden proceder de una agricultura intensiva debido al uso de fertilizantes y pesticidas: la aplicación excesiva e incorrecta de abonos y las prácticas de riego favorecen el lavado de nitratos, su incorporación a las corrientes de aguas superficiales y su infiltración a los acuíferos subterráneos, por otra parte algunos de los productos químicos utilizados en el control de las enfermedades de las plantas tienen una notable resistencia a la degradación, persistiendo un largo periodo de tiempo en el suelo.

Otros contaminantes proceden de la industria y de la minería. El sector industrial produce una variedad de substancias orgánicas e inorgánicas que cuando se vierten de modo incontrolado, pueden dar lugar a contaminaciones importantes, especialmente los metales pesados. Otro tipo de contaminación también a tener en cuenta es el que procede de la actividad doméstica derivada de la utilización de productos químicos tales como detergentes y blanqueantes.

Las aguas residuales sin tratar y los residuos sólidos, procedentes de los núcleos urbanos, son las fuentes principales de contaminación microbiológica, originando enfermedades transmitidas por el agua. El agua es un hábitat natural para un gran número y diversidad de microorganismos, los cuales no suponen un riesgo para la salud, sobre todo si se encuentran en número bajo. Sin embargo, las bacterias que llegan al agua procedentes del hombre y los animales sí que son causa de numerosas enfermedades.

Ya desde antes de Cristo se sospechaba que el agua podía transmitir enfermedades de ahí que Hipócrates (460- 354 a .C) recomendase hervirla.

Actualmente se conocen numerosos tipos de microorganismos patógenos que pueden transmitirse por el agua y producir una gran variedad de enfermedades. A modo de ejemplo podemos citar la gastroenteritis que puede estar provocada por diversos microorganismos o agentes víricos (Escherichia coli, Aeromonas hydrophila, rotavirus, astrovirus).

Pero nos podemos preguntar como consiguen sobrevivir y ser causa de enfermedad si el agua no es un buen medio de cultivo y las bacterias raramente se multiplican, bien, la respuesta es muy simple, muchos de ellos tienen la capacidad para sobrevivir en agua dulce lo que se define como persistencia, ésta depende de varios factores como el tiempo, la temperatura, materia orgánica, pH, salinidad, oxígeno, y presencia de otros competidores microbianos. Las bacterias suelen tener una persistencia breve (una semana) o media (un mes) con alguna excepción que pueden sobrevivir hasta dos meses. Los virus tienen una persistencia prolongada, de varios meses, sobre todo por ejemplo el de la Hepatitis A y aumenta en aguas con materia orgánica debido al efecto protector de las partículas a las que se adhieren. En cuanto a los parásitos, que también son otra forma de transmisión de enfermedades, algunos pueden llegar a sobrevivir un año.

Algunos microorganismos patógenos son resistentes a agentes químicos, como el cloro, el cual es el desinfectante más utilizado en los tratamientos de depuración de las aguas. Para dar una idea: las bacterias son poco resistentes al cloro y se destruyen con las dosis habituales utilizadas (1 mg/l), con la excepción de la actualmente protagonista Legionella que necesita dosis mayores (5-10 mg/l). Los virus también necesitan dosis mayores (6mg/l) y los parásitos como el Cryptosporidium, el cual merecería dedicarle un artículo aparte, tienen una resistencia tan elevada al cloro que sobreviven a los tratamientos de desinfección.

En términos prácticos, desinfectar el agua significa eliminar de ella los microorganismos existentes, capaces de producir enfermedades. En la desinfección se usa un agente físico o químico para destruir los microorganismos patógenos, que pueden transmitir enfermedades utilizando el agua como vehículo pasivo.

La desinfección es un proceso selectivo: no destruye todos los organismos presentes en el agua y no siempre elimina todos los organismos patógenos. Por eso requiere procesos previos que los eliminen mediante la coagulación, sedimentación y filtración.

Pero cuál es la utilidad de la desinfección: El uso de la desinfección como parte de un proceso de tratamiento del agua puede obedecer a los siguientes objetivos:

1. Reducir el contenido inicial de contaminantes microbiológicos en el agua cruda (predesinfección). Este proceso se utiliza solo en casos especiales.
2. Desinfectar el agua luego de la filtración. Constituye el uso más importante.
3. Desinfección simple de un agua libre de contaminantes fisicoquímicos que no requiere otro tratamiento.

Existen múltiples agentes desinfectantes tanto físicos y químicos. El más conocido es el cloro, ya que quién no ha utilizado la frase: 'esta agua sabe a cloro'. Lo que se quiere dar a conocer a través de estas líneas, es que en la actualidad se dispone de un método de desinfección mucho más potente y eficaz que el cloro pero que aún es un gran desconocido, se trata del ozono.

El ozono es oxígeno enriquecido, constando de tres átomos de oxígeno, es inestable y se descompone con cierta facilidad en oxígeno normal y oxígeno naciente, que es un fuerte oxidante. Debido a esta característica, actúa con gran eficiencia como desinfectante y se constituye como el más serio competidor del cloro.

El ozono es un gas ligeramente azul, de olor característico, que se puede percibir después de tormentas eléctricas Es poco soluble en el agua y muy volátil. Se mantiene en el agua solo algunos minutos; en su aplicación, se pierde aproximadamente el 10% por volatilización. Las dosis necesarias para desinfectar el agua varían según la calidad de la misma.

Se considera que el ozono es el desinfectante de mayor eficiencia microbicida y requiere tiempos de contacto bastante cortos. Se ha demostrado que cuando el ozono es transferido al agua mediante un mezclador en línea sin movimiento, las bacterias son destruidas en dos segundos. Por ello, el tiempo de contacto en la ozonización no tiene mayor importancia.

La velocidad con que el ozono mata a las bacterias es bastante mayor que la del cloro, unas tres mil veces mayor, debido a que, si bien ambos son oxidantes, el mecanismo de acción e s diferente:

El ozono mata a la bacteria por medio de la ruptura de la membrana celular. Este proceso, conocido como destrucción de células por lisina, produce la dispersión del citoplasma celular en el agua: los lípidos insaturados son los componentes mayoritarios de la membrana citoplasmática que posee las bacterias, el ozono ataca los enlaces olefínicos lo que da lugar a la formación de un ozónido. Esta acción comienza la destrucción de la capacidad de la célula de funcionar y hasta puede ser suficiente para causar la muerte de células más débiles. Este ozónido tiene un alto potencial de oxidación, es inestable, y ejerce su propia acción de desinfección atacando enzimas, grupos sulfridrilo o aldehidos, liberando compuestos peroxiles , que son también desinfectantes, todo esto conduce como se ha dicho antes a la dispersión del citoplasma y por consiguiente a la muerte del microorganismo.

En cambio, el cloro debe introducirse a través de la pared celular de la bacteria y difundirse dentro del citoplasma, acción que depende en alto grado del tiempo de contacto.

Debido a su gran poder oxidante, el uso del ozono puede ser recomendable en el pretratamiento de aguas para la reducción de metales disueltos y la remoción de materia orgánica, lo que permite un ahorro en coagulantes y tiempos de retención. Experimentalmente, se ha demostrado que se requiere menos cantidad de ozono que de cloro en procesos similares de pretratamiento. El ozono, además de atacar a los precursores de los trihalometanos y reducir su concentración en el agua, destruye a estos compuestos ya formados. Otra ventaja frente al cloro es que no imparte al agua color, olor ni sabor y nos evitamos otros aspectos toxicológicos procedentes de la cloración (trihalometanos, clorofenoles y cloraminas).

A continuación podemos ver un claro ejemplo del efecto del ozono en un cultivo de esporas:

En esta primera foto se puede observar un cultivo de esporas en su estado natural a alta concentración.

Estas son las mismas esporas 30 segundos después de haber sido tratadas con agua ozonizada.

A los 60 segundos, como se puede comprobar, la población ha disminuído considerablemente.

Finalmente a los 90 segundos del tratamiento con agua con ozono el cultivo presenta el siguiente aspecto.