Zinc (Zn) y agua

Zinc (Zn) y agua: presencia, química y tratamiento

El zinc se encuentra de forma natural en las rocas y el agua, y también puede llegar al agua potable por la corrosión de tuberías y accesorios galvanizados. El zinc es un oligoelemento esencial, pero la química del agua determina su movilidad y si afecta al sabor, a la vida acuática o al rendimiento del tratamiento.

Tira de zinc en un vaso de precipitados junto a equipos de tratamiento de agua y una tableta con un gráfico sobre el zinc y el agua. — Ilustración del zinc y el tratamiento del agua. La ecuación que aparece en el gráfico es esquemática; el zinc normalmente no reacciona con el agua líquida fría.

¿Reacciona el zinc metálico con el agua?

El zinc metálico normalmente no reacciona con el agua líquida fría. Una fina película superficial ayuda a protegerlo frente a reacciones posteriores. A alta temperatura, el zinc reacciona con el vapor de agua para formar óxido de zinc e hidrógeno gaseoso:

Zn(s) + H₂O(g) → ZnO(s) + H₂(g)

Esta reacción del metal es distinta del comportamiento del zinc disuelto en el agua natural, donde el zinc está presente como zinc(II) y en especies asociadas, disueltas o particuladas.

¿Cómo llega el zinc al agua?

El zinc está presente en muchas rocas y menas, habitualmente en minerales sulfurados como la esfalerita (ZnS). La meteorización y la lixiviación pueden liberar zinc a las aguas superficiales y subterráneas. Las actividades mineras y de procesamiento de metales, los vertidos industriales y la corrosión de tuberías y accesorios galvanizados también pueden elevar las concentraciones.

La Organización Mundial de la Salud indica que las concentraciones de zinc en las aguas superficiales y subterráneas normalmente no superan aproximadamente 0,01 mg/L y 0,05 mg/L, respectivamente. Las concentraciones en el agua del grifo pueden ser mayores cuando el zinc se disuelve a partir de los materiales de las instalaciones de fontanería. Se trata de observaciones habituales, no de límites universales; la geología local, la química del agua y las infraestructuras son factores relevantes.

Compuestos de zinc y solubilidad en agua

El zinc suele encontrarse en el estado de oxidación +2. En el agua puede estar presente como iones Zn²⁺ hidratados, como complejos disueltos o asociado a partículas en suspensión y sedimentos. Su distribución depende del pH, la alcalinidad, la materia orgánica disuelta y otros componentes del agua.

El cloruro de zinc y el sulfato de zinc son fácilmente solubles. El carbonato de zinc, el óxido de zinc y el sulfuro de zinc son mucho menos solubles. Por tanto, los cambios en el pH y en la química de los carbonatos pueden influir en si el zinc permanece disuelto, se adhiere a partículas o forma un sólido. A valores de pH muy altos, los complejos hidroxo de zinc disueltos también pueden adquirir importancia.

Consideraciones ambientales y sanitarias

El zinc es un oligoelemento esencial para las personas, las plantas y los animales. Sin embargo, las concentraciones demasiado altas pueden afectar a los organismos acuáticos; el impacto depende de la concentración de zinc disuelto y de la química del agua receptora. La medición del zinc total por sí sola puede no reflejar su biodisponibilidad.

La OMS no ha establecido un valor guía basado en criterios sanitarios para el zinc en el agua potable a las concentraciones que se encuentran habitualmente. A concentraciones más elevadas, el zinc puede afectar al sabor y al aspecto del agua; la OMS señala que los niveles superiores a unos 3 mg/L pueden resultar inaceptables para los consumidores. Una concentración elevada de zinc en el agua del grifo puede indicar corrosión de las tuberías galvanizadas, por lo que debe investigarse su origen en lugar de dar por supuesto que la causa es la planta de tratamiento.

¿Cómo se puede controlar o eliminar el zinc?

La respuesta adecuada depende de si el zinc procede del agua de origen, del proceso de tratamiento o de las tuberías de distribución. Cuando la corrosión libera zinc de las tuberías, el control de la corrosión puede reducir la liberación de metales; no elimina el zinc ya presente en el agua de origen.

Para el zinc presente en el agua de origen, las opciones de tratamiento pueden incluir el ajuste del pH y la precipitación, seguidos de sedimentación o filtración, la coagulación y filtración, el intercambio iónico o la ósmosis inversa. El rendimiento depende de la especiación del zinc y de las demás características químicas del agua, por lo que la selección del proceso debe basarse en un análisis del agua y en la calidad requerida del agua tratada. La filtración convencional en arena por sí sola no elimina de forma fiable los iones de zinc disueltos.

Más información sobre coagulación y floculación, intercambio iónico y ósmosis inversa.