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Materiales de construcción en contacto con
el agua potable. Criterios de salubridad
actuales
Madrid, 12 de marzo de 2015
Esperanza Menéndez MéndezDra. Ingeniero Industrial
Responsable de la Unidad de Ensayos Físico-Químicos IETccemm@ietcc.csic.es
Contenido:
• Componentes del abastecimiento de agua• Materiales utilizados en redes de
abastecimiento de aguaabastecimiento de agua• El agua potable• Migración de sustancias al agua potable• Productos de construcción en contacto con
agua potable
Abastecimiento histórico de aguaMateriales para abastecimiento de agua en los últimos 100 años:Polímeros: Descubierto en 1800• Primeras tuberías década 1930, sustitución metales
(2ª Guerra Mundial)• Años 50, primeras normas de productos• 2ª mitad siglo XX, nuevos plásticos • PVC, inicialmente rígido, 1960 mejoraHormigón: Se inicia su uso a final del s. XIX• Primeras instaladas en 1868, San Luis (Missouri)
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Metales: En Roma se utilizaban tuberías de plomo• En 1980 dejaron de colocarse• Las tuberías de hierro y cobre sustituyeron las de plomo• Cobre, fáciles de instalar y conservar, pero puede sufrir
incrustaciones• Acero, resisten elevadas presiones, se usan desde 1800.
No se usan en aleación con plomo. En el s. XIX se empezó a utilizar el acero galvanizado
• Primeras instaladas en 1868, San Luis (Missouri)• Buena durabilidad
Contenido:
• Componentes del abastecimiento de agua• Materiales utilizados en redes de
abastecimiento de aguaabastecimiento de agua• El agua potable• Migración de sustancias al agua potable• Productos de construcción en contacto con
agua potable
Elementos de las redes de abastecimiento:
• Tubo: Elemento de sección transversal interior uniforme en forma de corona circular y que en sentido longitudinal es generalmente recto. o Elemento de unión: Se entiende que forma parte del tuboo Pieza especial: Elemento intercalado entre tubos que permite
cambios de dirección o de diámetro, derivaciones, empalmes, obturaciones, etc.
o Válvula. Elemento hidromecánico para controlar el paso del agua
La red de abastecimiento de agua
o Válvula. Elemento hidromecánico para controlar el paso del agua (evitar retrocesos, reducir su presión, dar seguridad a la red, etc.)
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Elementos de las redes de abastecimiento:
• Elemento complementario: Cualquier estructura que intercalada en la tubería permite y facilita su explotación . o Fundamentalmente son obras de fábrica (macizos de anclaje,
arquetas, cámaras de válvulas y otros dispositivos)o Unión: Enlaza de forma estanca dos elementos consecutivos de una
tubería
La red de abastecimiento de agua
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Elementos de las redes de abastecimiento:
• Sistemas de uniones: Enlaza de forma estanca dos elementos consecutivos en un tuberíao Uniones flexibles: Permiten derivación angular significativa y un ligero
desplazamiento diferencial entre ejeso Uniones rígidas: No permite desviación angular significativao Uniones ajustables: Solamente permite una desviación angular
significativa en el momento de la instalación, pero no posteriormente.
La red de abastecimiento de agua
significativa en el momento de la instalación, pero no posteriormente.
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Tuberías de hierro fundido: Se utiliza cuando la tubería debe estar en contacto directo con la tierra• En lugares de paso de vehículos con recubrimiento mínimo (tapada)• Instalada a grandes profundidades• Instalada en forma colgada o donde pueden producirse deformaciones
importantes• Necesidad de atravesar o pasar sobre ríos• Necesidad de pasar sobre vanos de puentes con vibración
Materiales de los componentes
• Necesidad de pasar sobre vanos de puentes con vibración• Pendiente superior al 15 %
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Tuberías de acero: Se utiliza para altas temperaturas y presiones. • Usan uniones roscadas, soldadas
y con brida• Resistente a la corrosión
Materiales de los componentes
Tuberías de bronce: Unir con accesorios de cobre para evitar corrosión galvánica. • Coste
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Tuberías de cobre: Ligero, fácil de manipular y soldar • Tubos de cobre rígido• Tubos de cobre blando• Se pueden doblar y curvar• Puede evitar la instalación de codos• Fácil de cortar
Materiales de los componentes
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Tuberías cerámicas: Químicamente inertes• Resiste los ataques químicos corrosivos y
ácidos• Resistencia a la abrasión• Bajos coeficientes de fricción,
impermeables• Frágiles y juntas difíciles
Tuberías de hormigón: Hormigones ricos en cemento• Hormigón simple o armado• Hormigón armado para grandes
diámetros• Recubrimientos mortero en
tuberías de fundición
Materiales de los componentes
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Tuberías de PVC: Usados con diámetros pequeños • Ligeras• Sin corrosión• Interior liso
Tuberías de polietileno y polipropileno:
El polietileno puede ser de baja o alta densidad:• Dilataciones y retracciones• Recomendada submarinos • Resiste ataque de microorganismos
Materiales de los componentes
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Tuberías de poliéster: Reforzadas con fibra de vidrio y cargas inertes• Sólidas y flexibles• Resistentes a corrosión• Bajo coeficiente dilatación térmica lineal• Fácil corte• Impermeable• Resistencia a abrasión
Contenido:
• Componentes del abastecimiento de agua• Materiales utilizados en redes de
abastecimiento de aguaabastecimiento de agua• El agua potable• Migración de sustancias al agua potable• Productos de construcción en contacto con
agua potable
Agua:• Compuesto anómalo, mezcla de 18 compuestos
posibles derivados de los tres isótopos• Algunas de sus particularidades son:
o Elevado calor específicoo Mayor densidad en líquido que en sólidoo Químicamente debería ser un gas a Tª ambiente
El agua potable
o Químicamente debería ser un gas a Tª ambienteo Elevada conductividad térmicao Fuerte poder ionizanteo Elevada constante dieléctricao Gran poder disolvente
� Única sustancia en la tierra en los tres estados� Componente mayoritario del cuerpo humano
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Distribución del agua en la biosfera:� Volumen total de agua en la Tierra: 1.400.000.000 Km3
� Atmósfera: Aproximadamente 12.000 km3 de aguao Vapor mayoritariamenteo Cada día se evaporan o transpiran 1120 km3 de agua
� Tierra:o Aguas subterráneas: 0,47 % del total
El agua potable
o Aguas subterráneas: 0,47 % del totalo Acuíferos: 30% caudal de ríos, embalses sólo regulan el 15%
Agua salina; 97,0%
Agua dulce utilizable;
3,0% Agua dulce accesible;
0,4%
2.6% Casquetes polares, glaciares y aguas
subterráneas
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Importancia del agua:� Absorbe calor � cambio líquido-gaseoso� Disolvente en la química de la vida:
transporte de sangre y de líquidos tisulares
� Ayuda a la respiración externa� Sentido de gusto y olfato: la humedad
disuelve los compuestos
El agua potable
disuelve los compuestos� Compuesto estable� Químicamente bastante inerte� Poder ionizante, hace las sustancias
fisiológicamente activas� Reacciona violentamente con metales
químicamente activos:Na + H2O � NaOH + ½ H2
Parámetros físicos:� Color:
o Está asociada a la presencia de: metales (hierro y manganeso), plancton, restos vegetales y residuos industriales
o El agua pura es incolorao El color del agua natural se debe a sólidos en
suspensión� Olor:
El agua potable
� Olor:
o Esta generalmente asociado con residuos o productos contaminantes
� Turbidez:
o Es debida a la presencia de partículas en suspensión� Radiactividad:
o Se origina por radioelementos naturales (uranio, torio y actinio) y sus productos de descomposición
o Procedentes tanto de fuentes naturales y de actividades humanas
o Baja solubilidad en agua, niveles bajos de radiactividademm@ietcc.csic.es
Parámetros físico-químicos:� Temperatura: Puede utilizarse como líquido refrigerante� pH: Generalmente es neutro, pH 7. Hay aguas ácidas o básicas� Potencial Redox: Controlan los procesos químicos naturales� Conductividad eléctrica: Elevada conductividad� Calcio: Contribuye a la dureza total� Dureza total: Cantidad relativa de dureza de calcio y magnesio� Dureza: Capacidad de los cationes para reemplazar los iones de sodio o potasio
de los jabones y formar productos poco solubles
El agua potable
de los jabones y formar productos poco solubles� Cloruros: Anión inorgánico principal� Sulfatos: En presencia de materia orgánica, ciertas bacterias pueden reducir el
sulfato a sulfito.
Contaminación por metales
pesados:� Plomo: En suelos no contaminados
están entre 10 y 50 mg/l� Mercurio: Normalmente está en
forma inorgánica� Cadmio: Normalmente proceden de
la minería� Cromo: La concentración normal es
El agua potableOtros contaminantes:� Hidrocarburos: Orgánicos
contaminantes junto con aceites y grasas vegetales
� Cianuros: Efluentes industriales y mineros
� Fenoles: Productos de descargas industriales, da un sabor desagradable y son perjudiciales para la salud� Cromo: La concentración normal es
inferior a 2 mg/l
y son perjudiciales para la salud� Pesticidas: Legan a los ecosistemas
acuáticos
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Contenido:
• Componentes del abastecimiento de agua• Materiales utilizados en redes de
abastecimiento de aguaabastecimiento de agua• El agua potable• Migración de sustancias al agua potable• Productos de construcción en contacto con
agua potable
Lixiviación: Es el proceso por el cual contaminantes orgánicos o inorgánicos son liberados de una fase sólida a una fase acuosa• Disolvente se transfiere de la disolución a la superficie del sólido• El disolvente penetra o se difunde en el sólido• El soluto se disuelve en el disolvente• El soluto se difunde a través de la mezcla de sólido y disolvente hasta la
superficie de la partícula• El soluto se transfiere a la disolución general
Migración de sustancias al agua
• El soluto se transfiere a la disolución general
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Difusión: Flujo de sustancias líquidas ygaseosas a través de un material sólido• Orificios libres• Capilares submicroscópicosDependen de los siguientes factores:• Temperatura ambiental• Relación de tamaño entre los espacios intermoleculares y las moléculas• Diferencia de presión parcial entre los medios dentro y fuera de la tubería
Difusión activada:1. Adsorción2. Absorción3. Disolución4. Difusión5. Desorción 6. Evaporación
Difusión por capilares:
Migración de sustancias al agua
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Difusión por capilares:7. Tránsito directo
Factores de influencia en la liberación de sustancias desde
un material monolítico
Contenido:
• Componentes del abastecimiento de agua• Materiales utilizados en redes de
abastecimiento de aguaabastecimiento de agua• El agua potable• Migración de sustancias al agua potable• Productos de construcción en contacto con
agua potable
Directiva 89/106/CEE sobre Productos de Construcción:• Artículo 20: Comité Permanente de la Construcción
o Establece requisitos para productos de construcción no incluidos en documentos imperativos
Productos de construcción en agua
Directiva 98/83/CEE sobre Agua Potable:• Artículo 2: Definición de agua de consumo humano
o Aguas para beber, cocinar, higiene personal, otros usos domésticoso Aguas en industria alimentariao Aguas para consumo humano
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o Aguas para consumo humano• Artículo 3: Excepciones
o Aguas de bebidas envasadaso Aguas relacionadas con medicamentoso Aguas mineromedicinales de balneario
• Artículo 10: Productos en contacto con agua de consumo humanoo No transmitirán al agua sustancias o propiedades que contaminen o
empeoren su calidad y supongan un incumplimiento del Anexo I
Apartado A: Parámetros microbiológicosApartado B.1.: Parámetros químicosApartado B.2.: Parámetros químicos según las especificaciones del productoApartado C: Parámetros indicadores
Anexo I
Esquemas de aceptación de productos de construcción en contacto con
agua potable:• Diferentes esquemas en diferentes Estados Miembros de la UE• España no tiene esquema propio• Reconocimiento mutuo de los 4EM (Alemania, Holanda, Francia y UK)
Productos de construcción en agua
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Sistema de certificación
de productos
Evaluación de productos de construcción en contacto con agua potable:• Evaluación organoléptica• Ensayos de migración• Evaluación microbiológica• Evaluación toxicológica
Productos de construcción en agua
Algunos conceptos para el agua potable
Dosis umbral límite: Sustancia potenc. tóxica sin sufrir efectos adversos con exposición 40h/sem. toda vida laboral
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efectos adversos con exposición 40h/sem. toda vida laboral
Ingesta diaria admisible (IDA): Dosis diaria que no produce efectos adversos con exposición continua toda la vida
Concentración máx. tolerable agua de red: Reglamentación, mediante ensayos migración. Regla 10% (exp. <10% IDA)
Evaluación organoléptica (I):• Color:
o Aspecto visual por arrastre desustancias cromóforas
o Se determina por colorimetríao No tiene porque ser perjudicial para la salud
Productos de construcción en agua
• Turbidez:
o Materias en suspensión
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o Materias en suspensióno Partículas 10nm a 0,1mmo Minerales y restos orgánicoso Turbidimetría y nefelometría
Evaluación organoléptica (II):• Gusto y olor:
o Se distinguen cuatro grupos principales de gustos:� Dulce, salado, amargo y ácido
� Aromático, pescado, moho, tierra, hierba o madera: Material orgánica� Huevo podridos: Sulfuro de hidrógeno (H2S) disuelto en el agua� Cloro: Exceso de cloración� Gasolina: Hidrocraburos
o Se distinguen dos familias de olores:� Naturales: tierra, naturaleza fresca
Productos de construcción en agua
� Naturales: tierra, naturaleza fresca y principio de degradación
� Químicos: cloro, detergente, producto farmacéutico , goma y disolvente
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Ensayos de migración:• Migración global:
o Cantidad de transferencia de componentes desde el material al agua, debido a fenómenos físico-químicos
o Métodos de ensayo normalizados para los diferentes materiales
• Migración específica:o Cantidad de un componente particular de interés toxicológico en condiciones habituales
de empleo o equivalente de ensayo
Productos de construcción en agua
Grupo productos A
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Grupo productos A
• Tuberías e instalaciones domésticas, tuberías sin recubrimiento en distribución de agua
• Superficie de contacto asumida: 100%
Grupo productos B
• Accesorios auxiliares. Partes de bombas y de válvulas en instalaciones domésticas
• Superficie de contacto asumida: 10%
Grupo productos C
• Partes móviles en medidores de agua. Partes de bombas y válvulas en la distribución
• Superficie de contacto asumida: 1%
Evaluación microbiológica:• Análisis microbiológicos:
o Microorganismos de contaminación fecalo Concentraciones de patógenos específicos
• Verificación proveedor, organismo de vigilancia o ambos:o Análisis de agua en origen, después de ser tratada, en sistemas de distribución y en
hogareso Presencia de:
� Escherichia coli
� Un indicador de contaminación fecal
Productos de construcción en agua
� Un indicador de contaminación fecal� Bacterias coliformes termotolerantes
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Aspectos toxicológicos:• Datos de ensayos con animales y cultivo celular :
o Una prueba de mutación genética en bacterias o Una prueba de mutación genética en células de mamífero o Una prueba de aberraciones cromosómicas en células de mamífero
• Adicionalmente:o Un estudio de toxicidad oral de 90 días en dos especies animales o Estudios de absorción, distribución, metabolismo y excreción o Estudios sobre la reproducción en una única especie animal y el desarrollo de la
toxicidad de dos especies animales
Productos de construcción en agua
toxicidad de dos especies animales
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