- Sabor, olor y apariencia son las tres características clave que los consumidores utilizan para juzgar la calidad, la seguridad y la aceptabilidad del agua potable y de los productos acuícolas.
- Además, el fenómeno global del aumento de la salinidad del agua dulce puede afectar la calidad, el sabor y el uso del agua para el consumo humano y otras actividades.
- Por otra parte, la tecnología avanza rápidamente en la detección y el tratamiento de sabores y olores (T&O, Tastings & Odorants), así como en la identificación de células de algas y cianobacterias. También mejora la comprensión de la percepción sensorial de los consumidores, contribuyendo así a un mejor servicio de agua potable y al cuidado del medio ambiente.
Relación de los TDS con el gusto de la gente por el agua potable
El total de sólidos disueltos (TDS), que mide el contenido mineral del agua potable y constituye un recurso esencial para la vida, es un factor clave para determinar si el sabor resulta agradable para los consumidores.
Sin embargo, los niveles de TDS que influyen en el gusto varían según la persona, la población y la región. Un rango típico se encuentra entre 100 y 350 mg/L de TDS.
La desalinización del agua mediante tecnologías de tratamiento por membrana busca lograr un nivel de TDS aceptable para el consumo humano y apetecible para los consumidores.
Investigaciones recientes demuestran que, cuando el TDS cambia alrededor de 150 mg/L, los consumidores pueden percibir una diferencia en la palatabilidad. Por lo tanto, es esencial comprender que un nivel de TDS “agradable” o “aceptable” es variable.
Los consumidores evalúan los cambios de sabor en relación con la calidad del agua que suelen beber en su hogar o comunidad. Aunque los TDS globales son el factor determinante más importante del sabor, algunos iones específicos pueden influir de manera positiva —como Ca²⁺, SO₄²⁻ o HCO₃⁻— o negativa —como un exceso de Na⁺, Cl⁻ o CO₃²⁻—.
Presencia de olores y desafíos para el agua potable
La identificación y el control de los olores químicos han sido, desde hace tiempo, grandes desafíos para mantener la calidad, el saneamiento y la seguridad del agua potable a nivel mundial.
Recientemente, China realizó una investigación sobre la contaminación por odorantes en 111 plantas de tratamiento de agua potable en todo el país. Los resultados mostraron que más del 80% del agua de origen presentaba problemas de olor. Estos olores se describían como terrosos o mohosos (41%) y como pantanosos o sépticos (36%).
En general, el agua de lagos y embalses mostraba más olores derivados de algas, mientras que la proveniente de ríos tenía más olores de origen antropogénico.
Posteriormente, entre 2015 y 2018, se investigaron 100 incidencias estéticas en 140 plantas de tratamiento de 32 ciudades. En dichas plantas se detectaron 87 compuestos olorosos en el agua cruda y 85 en el agua tratada, con concentraciones que iban desde niveles neutros hasta miles de ng/L.
En China, el 2-MIB se identificó como la sustancia responsable del olor a moho o tierra, mientras que el dimetil disulfuro fue la causa principal de los olores pantanosos o sépticos.
El río Huangpu, cerca de Shanghái, lleva largo tiempo enfrentando un problema complejo de olores, incluyendo aromas a pescado, disolventes y compuestos sépticos. Los químicos que suelen causar estos olores son el 2-MIB, la geosmina, el dimetil disulfuro y otros compuestos similares.
Además, se descubrió la coocurrencia de algunos acetales cíclicos posiblemente vinculados con industrias de resinas. Estos compuestos también pueden contribuir al olor químico o séptico del agua del río Huangpu.
Más allá de los incidentes registrados en China, también se han reportado sucesos similares en otras partes del mundo, como el río Llobregat y Barcelona (España) o en Virginia (Estados Unidos).
Efectos potenciales de la salinización del agua dulce en los sabores, olores y presencia de algas
La salinización del agua dulce y la palatabilidad del agua potable representan un desafío global para la sostenibilidad del sector hídrico en el siglo XXI. Este fenómeno, que implica el aumento de la conductancia específica, los TDS, los cationes y los aniones en aguas superficiales y subterráneas, afecta tanto la calidad como la disponibilidad del recurso, impactando la obtención y el abastecimiento de agua potable.
En consecuencia, la salinización puede alterar el sabor del agua potable y modificar el equilibrio ecológico de las masas de agua en la superficie y el suelo, impactando directamente en los ecosistemas, el medio ambiente y la salud pública.
La salinización tiene múltiples causas. Por ejemplo, las alteraciones en los caudales fluviales, la subida del nivel del mar, las mareas de tempestad, la intrusión salina, el riego agrícola, el deterioro de infraestructuras, el cambio climático y la falta de criterios adecuados en la gestión del agua son algunos factores que contribuyen a este proceso.
Como resultado, la salinización complica el suministro de agua potable segura y de sabor agradable, afectando también la higiene y el bienestar de las comunidades, y aumentando el riesgo de enfermedades relacionadas con el consumo de agua contaminada.
Aún no se conoce con exactitud el punto en que los consumidores notan un cambio en el sabor mineral de su agua. No obstante, este umbral depende del tipo de iones presentes, de la fuente del agua y del grupo de consumidores, así como de las situaciones específicas de consumo.
Por esta razón, el manejo de los minerales disueltos que componen los TDS requerirá tecnologías de membrana más avanzadas y costosas, además de una adecuada educación y control para garantizar la calidad del agua potable en millones de personas.
Monitoreo biomolecular de las cianobacterias productoras de cianotoxinas y sustancias químicas que producen sabores y olores (T&O)
Las cianobacterias que generan cianotoxinas y compuestos T&O suelen cuantificarse mediante identificación taxonómica y recuento celular con microscopía. Este método se utiliza para garantizar la calidad del agua de origen y producir agua potable segura.
Sin embargo, aunque la microscopía permite identificar organismos hasta nivel de especie, requiere profesionales especializados y no puede distinguir entre los que producen toxinas o T&O y los que no.
Por esta razón, la industria del agua ha adoptado técnicas más avanzadas, como la cuantificación de ficocianina y clorofila-a mediante fluorosondas en línea. Aun así, dado que las cianobacterias no siempre se clasifican por especie, estos métodos ofrecen información limitada sobre los verdaderos productores de toxinas.
Recientemente, se han utilizado técnicas biomoleculares como la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) para cuantificar cianobacterias y actinomicetos productores de toxinas y olores en lagos, embalses y estanques piscícolas.
Estos estudios, realizados en Australia, China, Japón, Corea del Sur, Filipinas, Taiwán y otros países, se basan en la detección de genes funcionales responsables de metabolitos como la geosmina. Las abundancias genéticas se correlacionan con las concentraciones observadas de metabolitos, cianotoxinas y compuestos T&O.
Un estudio desarrollado entre 2012 y 2016 demostró que las técnicas de monitorización biomolecular pueden utilizarse como alternativa a las herramientas tradicionales de gestión de riesgos para compuestos T&O y cianotoxinas en fuentes de agua potable.
Técnicas sensoriales en el medio acuático
Aunque el análisis sensorial tiene una larga trayectoria en la industria alimentaria y de bebidas, incluida la acuicultura su aplicación en la industria del agua potable es relativamente reciente.
El análisis del perfil de sabor (FPA, Flavor Profile Analysis) es el método descriptivo más utilizado. En él, un panel de jueces identifica las características organolépticas de las muestras de agua y las clasifica según la rueda T&O, que incluye descriptores de olor, sabor y sensaciones en boca.
El número umbral de olor (TON, Threshold Odor Number) se basa en diluir repetidamente una muestra de agua hasta que el olor desaparece y el sabor parece neutro. Gracias a su sencillez, el TON sigue siendo la técnica de referencia en la mayoría de las normativas, aunque su utilidad y fundamentos teóricos se han debatido ampliamente.
Otras técnicas aplicadas en la industria del agua potable incluyen el análisis de clasificación de sabores (FRA, Flavor Rating Analysis), la intensidad total de olor (TIO, Total Intensity of Odor) y la prueba de clasificación de atributos (ART, Attribute Rating Test).
Según el contenido mineral del agua y otras características, también se emplean pruebas estéticas para evaluar su atractivo, considerando factores como la temperatura, el nivel de desinfectante o la materia orgánica.
Asimismo, las pruebas diferenciales son muy útiles para determinar si los consumidores pueden detectar cambios entre distintas fuentes o tratamientos del agua.
Retos futuros y alternativas
La detección, identificación y cuantificación de toxinas, odorantes y cianotoxinas en concentraciones que van desde ng/L hasta mg/L continuará siendo un reto importante para la industria del agua potable. Además, el intercambio de datos entre académicos y profesionales será clave para garantizar la seguridad y la salud pública.
En 2021, Devi et al. crearon una base de datos exhaustiva llamada CyanoGM Explorer, que recopila información sobre eventos de T&O y cianobacterias. El sector del agua puede utilizar esta herramienta para consultar y actualizar datos sobre productores de cianobacterias, su distribución geográfica y frecuencia, lo que contribuye al desarrollo sostenible y la mejora del servicio.
Por otra parte, la vigilancia de los odorantes orgánicos sigue siendo un campo en constante innovación. Las técnicas analíticas más eficaces para identificar las sustancias responsables de olores son la Cromatografía de Gases Bidimensional Completa – Espectrometría de Masas de Tiempo de Vuelo (GC×GC-MS) y la Cromatografía de Gases – Espectrometría de Masas de Tiempo de Vuelo Cuadrupolar (GC-Q-TOF/MS).
Además, existe una necesidad urgente de desarrollar herramientas analíticas in situ más precisas, como biosensores olfativos o narices electrónicas con mayor estabilidad y selectividad.
La coocurrencia de diferentes odorantes puede intensificar la percepción de olor en los consumidores, ya que las combinaciones químicas pueden generar efectos sinérgicos o antagónicos.
Para controlar mejor los eventos de olor, es esencial localizar la fuente contaminante y crear una base de datos con las huellas químicas de los compuestos responsables.
Finalmente, la recopilación de respuestas y emociones no verbales de los consumidores. Por ejemplo, mediante análisis facial o pupilometría se utiliza cada vez más en la industria alimentaria y de bebidas. Este enfoque también podría aplicarse al sector del agua potable como método alternativo para evaluar la aceptabilidad del producto.