El total de sólidos disueltos (TDS), una medida del contenido mineral del agua, es un factor clave a la hora de determinar si el sabor del agua potable es agradable para los consumidores. Los niveles de TDS que influyen en el gusto varían según cada persona y población. Un rango típico es de 100-350 mg/L de TDS. La desalinización del agua mediante tecnologías de tratamiento de membrana tiene como objetivo producir un nivel de TDS apetecible para los consumidores.
Investigaciones recientes han demostrado que cuando el TDS cambia en aproximadamente 150 mg/L, por lo general los consumidores pueden percibir una diferencia en su palatabilidad. Por lo tanto, es esencial adoptar el punto de vista de que un nivel de TDS “agradable” o “aceptable” será variable y que los consumidores evalúan los cambios en su agua potable en relación con la calidad del agua que consumen habitualmente. Aunque los TDS globales son el factor determinante más importante del sabor, algunos iones específicos pueden contribuir positivamente a su sabor (optimizando Ca2+, SO42-, HCO3-) o negativamente (demasiado Na+, Cl-, CO32-).
Desde hace tiempo, la identificación y el control de los olores químicos constituyen problemas importantes para mantener la calidad y la seguridad del agua potable a escala mundial. Recientemente, China realizó una investigación acerca de la contaminación por odorantes en 111 plantas de tratamiento de agua potable de todo el país. Según los resultados, en muchos casos había problemas de olores en el agua de origen (> 80%), que se caracterizaban por ser terrosos/mohosos (41%) o pantanosos/sépticos (36%). El agua de origen procedente de lagos y embalses tenía más olores derivados de algas (como olores terrosos/mohosos), mientras que la procedente de ríos tenía más olores antropogénicos (como un olor pantanoso/séptico).
Posteriormente se realizó una investigación adicional sobre la aparición de 100 incidencias estéticas en 140 plantas de tratamiento de agua potable de 32 ciudades entre 2015 y 2018. Entre estas incidencias se detectaron 87 compuestos olorosos en el agua cruda y 85 en el agua procesada, con cantidades que oscilaban entre una densidad neutra y cientos o miles de ng/L. En China, el 2-MIB resultó ser la principal sustancia química responsable de los olores a moho/tierra, mientras que el dimetil disulfuro resultó ser la principal sustancia química responsable de los olores pantanosos/sépticos en el agua de origen.
El río Huangpu, cerca de Shanghai, lleva un largo tiempo sufriendo un problema de olores complejo de resolver, que incluye olores a pescado, a productos químicos/disolventes y a olores pantanosos/sépticos. En general, entre los productos químicos que suelen causar olores se encuentran el 2-MIB, la geosmina, el dimetil disulfuro y otros.
En investigaciones adicionales se descubrió la coocurrencia de algunos acetales cíclicos, los cuales pueden estar relacionados con las industrias de resinas y ser también la causa del olor químico o séptico en el agua de origen del río Huangpu.
Aparte de los horribles incidentes de sabor y olor ocurridos en China en los últimos años, se produjeron otros sucesos relevantes en todo el mundo, como en el río Llobregat y en Barcelona (España), así como en Virginia (Estados Unidos).
La salinización del agua dulce y la palatabilidad/seguridad del agua potable constituyen una preocupación global en materia de sostenibilidad para el sector del agua en el siglo XXI. La salinización del agua dulce es el fenómeno ampliamente reconocido del aumento de la conductancia específica, el total de sólidos disueltos (TDS), los cationes y los aniones en las aguas superficiales y subterráneas. Como consecuencia de la salinización del agua dulce puede verse afectado el sabor del agua potable y puede verse alterado el perfil ecológico de una masa de agua.
La salinización del agua dulce es un problema global con muchas fuentes diferentes. Las alteraciones de los caudales fluviales, la subida del nivel del mar, las mareas de tempestad, la intrusión de agua salada, el aterrazamiento, el riego de la agricultura, el deterioro de las infraestructuras y el cambio climático son sólo algunos ejemplos de las causas antropogénicas y naturales de la hidrología.
La salinización del agua dulce dificulta el suministro de agua potable segura y de sabor y olor agradable. Más aún, se desconoce el punto en que los consumidores notarán un cambio en el sabor mineral de su agua potable, pero sin duda este punto dependerá del tipo de iones que causen la salinización, de la fuente del agua y del grupo de consumidores. Para gestionar los minerales disueltos que constituyen los TDS serán necesarias tecnologías de membrana más costosas que las actuales.
Además de alterar el entorno ecológico, la salinización también puede repercutir en la diversidad de algas, cianobacterias y fitoplancton, lo que a su vez puede repercutir en la producción de microbios causantes de olores en la acuicultura y el agua.
Las cianobacterias productoras de cianotoxinas y T&O químicos suelen cuantificarse por medio de la identificación taxonómica y la enumeración celular con microscopía para el control de la calidad del agua de origen. Si bien la microscopía puede enumerar e identificar organismos hasta el nivel de especie, es un procedimiento que requiere profesionales cualificados que no pueden distinguir entre los organismos que producen cianotoxinas/T&O y los que no.
Por ello, en la industria del agua se están aplicando técnicas más novedosas como la cuantificación de ficocianina y/o clorofila-a mediante fluorosondas en línea. Sin embargo, dado que las cianobacterias no pueden clasificarse por especies, estos métodos no pueden proporcionar información exhaustiva sobre los productores de toxinas y sustancias químicas T&O.
Recientemente se han cuantificado las cianobacterias y actinomicetos productores de toxinas y olores en lagos, embalses y estanques piscícolas mediante técnicas biomoleculares como la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR). Estos métodos han cuantificado las cianobacterias que producen toxinas y olores en aguas naturales de Australia, China, Japón, Corea del Sur, Filipinas, Taiwán y otros países, basándose en la detección de genes funcionales para la geosmina y otros metabolitos. Las abundancias de genes se han correlacionado con las correspondientes concentraciones de metabolitos (cianotoxinas y compuestos T&O).
Un estudio realizado entre 2012 y 2016 indica que las técnicas de monitorización biomolecular pueden utilizarse como sustituto de las herramientas tradicionales de gestión de riesgos para los compuestos T&O y cianotoxinas en las fuentes de agua potable.
Aunque el análisis sensorial tiene una larga historia en el sector de la alimentación y bebidas, incluida la acuicultura, su uso en la industria del agua es relativamente nuevo. El análisis del perfil de sabor (FPA, Flavor Profile Analysis) es el método descriptivo más común y útil para en análisis de aguas. Un panel de jueces determina las características organolépticas de las muestras de agua, las cuales se caracterizan mediante la rueda T&O, que incluye descriptores de olores, sabores y sensaciones en boca.
El número umbral de olor (TON o Threshold Odor Number) se basa en la preparación de diluciones repetidas de una muestra de agua hasta que el agua diluida carece de olor y parece tener un sabor “neutro”. Debido a su simplicidad, el TON es la técnica de referencia para la mayoría de las normativas, aunque algunos han cuestionado su utilidad y la teoría subyacente.
El análisis de clasificación de sabores (FRA o Flavor Rating Analysis), la intensidad total de olor (TIO, Total Intensity of Odor) y la prueba de clasificación de atributos (ART, Attribute Rating Test) son otras técnicas utilizadas en la industria del agua.
En función del contenido mineral del agua o de otras características, se emplean técnicas estéticas para evaluar el atractivo de un agua (temperatura, nivel de desinfectante, materia orgánica, etc.). Las pruebas diferenciales son muy útiles para determinar si los clientes detectarían cambios en el agua tratada o en las fuentes de agua.
La detección, identificación y cuantificación de toxinas, odorantes y cianotoxinas en concentraciones entre ng/L y mg/L, así como el intercambio de datos entre académicos y profesionales, seguirán siendo retos en el futuro.
Devi et al. crearon en 2021 una base de datos exhaustiva (CyanoGM Explorer) sobre eventos de T&O y cianobacterias de libre acceso. El sector mundial del agua puede utilizar esta base de datos para acceder y actualizar información sobre productores de cianobacterias, distribución geográfica, frecuencia y seguimiento.
La vigilancia eficaz y eficiente de los odorantes orgánicos sigue siendo un campo lleno de innovaciones. Se considera que las técnicas analíticas más eficaces para identificar las sustancias que causan olores son la Cromatografía de Gases Bidimensional Completa Espectrometría de Masas de Tiempo de Vuelo (GC-GC-MS, Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry) y la Cromatografía de Gases-Espectrometría de Masas de Tiempo de Vuelo Cuadrupolar (GC-Q-TOF/MS, Gas Chromatography-Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry).
Además, existe una necesidad urgente de crear herramientas analíticas in situ para numerosos odorantes, como es el caso de biosensores olfativos (narices electrónicas) de mayor estabilidad y selectividad.
La co-ocurrencia de odorantes puede provocar un evento de olor de gran intensidad para los consumidores, ya que las combinaciones de distintos odorantes pueden tener efectos sinérgicos o antagónicos.
Para controlar mejor la aparición de olores, es crucial localizar la fuente contaminante y crear una base de datos para recopilar las huellas dactilares de los compuestos que causan los olores. La recogida de respuestas y emociones no verbales de los consumidores (por ejemplo, análisis de la expresión facial y pupilometría), utilizada cada vez con mayor frecuencia por las industrias alimentaria y de bebidas para obtener información sobre la aceptabilidad de los productos, podría ser un método alternativo también utilizado por la industria del agua.