Hierro (Fe) y agua

Hierro en el agua: presencia, química, salud y tratamiento

El hierro es común en las rocas, los suelos y las aguas subterráneas. Su concentración y comportamiento dependen del oxígeno, el pH, la materia orgánica y la corrosión. Estas condiciones determinan si el hierro permanece disuelto o forma partículas que pueden colorear el agua y generar depósitos.

¿Cómo se presenta el hierro en el agua?

El hierro llega al agua por la meteorización de minerales que lo contienen y, en determinadas circunstancias, por la corrosión de tuberías y equipos de hierro o acero. La concentración de hierro disuelto suele ser elevada en las aguas subterráneas pobres en oxígeno, donde el hierro ferroso (Fe(II)) puede permanecer soluble. En aguas oxigenadas, el Fe(II) suele oxidarse a hierro férrico (Fe(III)); según el pH y otras condiciones químicas del agua, puede hidrolizarse y formar partículas de óxidos y oxihidróxidos de hierro poco solubles. La materia orgánica natural puede unirse al hierro y mantener parte de él en formas disueltas o coloidales.

Por tanto, el hierro en el agua puede estar disuelto, formando complejos orgánicos, adherido a partículas o presente en productos de corrosión. Un resultado de hierro total, por sí solo, no permite identificar su forma ni su origen. El hierro metálico expuesto al agua y al oxígeno se corroe; la herrumbre resultante es una mezcla de óxidos y oxihidróxidos de hierro, no un único compuesto.

Fuentes y comportamiento ambiental

Las fuentes naturales incluyen minerales y sedimentos ricos en hierro. Las condiciones reductoras en acuíferos, humedales y sedimentos lacustres pueden liberar Fe(II) disuelto. El hierro también puede llegar al agua por la corrosión en los sistemas de distribución, por vertidos industriales o como residuo de procesos de tratamiento que utilizan sales de hierro.

El hierro es un micronutriente esencial para los organismos, pero su disponibilidad en el agua está determinada por su forma química. En aguas oxigenadas, el hierro férrico suele unirse a la materia orgánica o a las partículas y puede sedimentar en forma de precipitado; en condiciones reductoras, una mayor cantidad de hierro puede permanecer disuelta. Estos cambios influyen en el transporte del hierro y en su biodisponibilidad.

El agua y los depósitos pueden adquirir un color rojo, naranja o marrón cuando el hierro disuelto se oxida o cuando se movilizan los productos de corrosión acumulados en las tuberías. Debe investigarse cualquier episodio repentino de cambio de color; según la fuente y el sistema de distribución, el hierro puede estar presente junto con otras sustancias liberadas de los depósitos.

Salud y valores de referencia para el agua potable

El hierro es un nutriente esencial, y los alimentos suelen ser la principal fuente de hierro en la dieta. La OMS no ha establecido un valor guía basado en criterios sanitarios para el hierro en el agua potable a las concentraciones que se encuentran habitualmente; el hierro preocupa principalmente por sus efectos sobre la aceptabilidad del agua, ya que puede alterar el color y el sabor y provocar manchas. Esto no significa que todo suministro de agua que presente cambios de color sea seguro ni que los resultados de hierro sustituyan a otros análisis de calidad del agua.

Los valores de referencia varían según la jurisdicción y la finalidad. La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) establece 0,3 mg/L como norma secundaria federal de cumplimiento no obligatorio, orientada a los efectos estéticos. La Directiva de la UE sobre el agua potable fija un valor paramétrico indicador de 0,2 mg/L. El documento técnico de Health Canada de 2024 establece un objetivo estético de 0,1 mg/L para el hierro total. Estos valores no son límites basados en criterios sanitarios que puedan utilizarse indistintamente; consulte los requisitos locales aplicables.

¿Qué tecnologías de tratamiento del agua pueden eliminar el hierro?

La selección del tratamiento depende de la forma y la concentración del hierro, el pH, el oxígeno disuelto, la alcalinidad, la materia orgánica, el manganeso y la calidad requerida del agua tratada. Analice muestras representativas para determinar el hierro total y disuelto; cuando sea necesario, distinga el Fe(II) del Fe(III) y evalúe tanto el sistema de distribución como el agua de origen.

Oxidación y filtración: la aireación o un oxidante adecuado pueden convertir el Fe(II) disuelto en partículas, que después se eliminan mediante filtración. El rendimiento depende del pH, el tiempo de contacto, la demanda de oxidante y la separación de sólidos.
Coagulación y filtración: la coagulación puede ayudar a eliminar partículas finas o hierro asociado a la materia orgánica natural. El proceso y la dosis deben seleccionarse mediante análisis del agua y ensayos.
Intercambio iónico: puede considerarse para concentraciones bajas de hierro y condiciones químicas adecuadas del agua. Los precipitados de hierro pueden ensuciar la resina, por lo que el pretratamiento y las condiciones de operación son importantes.
Tratamiento con membranas u otros tratamientos avanzados: las membranas y los procesos de adsorción pueden ser adecuados para aplicaciones específicas, pero su rendimiento depende de la especiación del hierro, del control del ensuciamiento y de la composición global de la matriz del agua.

El hierro también se utiliza como coagulante en el tratamiento de aguas residuales, por ejemplo, para ayudar a eliminar el fósforo. Este uso en un proceso es distinto de la eliminación del hierro presente de forma natural en un suministro de agua. Lenntech ofrece más información sobre la preparación de agua potable, la filtración con arena, el intercambio iónico y la coagulación y la floculación.