Algunas zonas del mundo en las que el acceso al agua potable se limita al agua subterránea, se enfrentan al problema adicional de su excesivo contenido en fluoruro. Hasta 1.5 mg/L el fluoruro no provoca efectos adversos, pero a mayores concentraciones fluorosis dental (~ 4 mg/L) y osteosclerósis general (> 4 mg/L). Los métodos de eliminación de fluoruro más extendidos se basan en la precipitación-floculación con la ayuda de sales de calcio y aluminio, que se han popularizado debido a su bajo conste y a que puede llevarse a cabo en escala doméstica o comunitaria. Sin embargo, la química del sistema, muy dependiente del pH hace que el proceso sea potencialmente peligroso para las personas debido al aumento de exposición al aluminio y para el medio general ya que origina un complicado problema de gestión de residuos. Otras técnicas como la ósmosis inversa o la electrodiálisis y los métodos basados en la destilación compiten con el anterior, pero requieren mayor inversión y también resultan poco aptas para un uso doméstico.

Una parte considerable de la población mundial tiene acceso únicamente a agua subterránea con un contenido elevado de fluoruros. Las zonas expuestas se agrupan en cinturones geológicos como el que va de Turquía a China atravesando Iraq, Irán, Afganistán y la India o el que atraviesa el valle del Rift desde Etiopía hasta Tanzania. En general se trata de zonas rurales, con un bajo desarrollo económico y en las que la población local utiliza agua obtenida en instalaciones comunales como única fuente de agua potable y sin posibilidad de alternativas.

La organización mundial de la salud recomendó en 1984 (con reevaluaciones en 1996 y 2004) el establecimiento de un valor umbral de 1.5 mg/L en agua como umbral bajo el cual los efectos negativos de la ingesta de flúor son despreciables. El umbral coincide con el límite EPA (National Secondary Drinking Water Standards), y con la normativa Europea (Directiva 98/83/CE del Consejo de 3 de noviembre de 1998 relativa a la calidad de las aguas destinadas al consumo humano). En Estados Unidos, el límite obligatorio marcado por el MCL (Maximum Contaminant Level) de Primary Drinking Water Standards de EPA (http://www.epa.gov/safewater/contaminants/index.html) es de 4.0 ppm. Para menores concentraciones de fluoruros el agua es potable con la salvedad de que debe limitarse la ingesta de fluoruros en niños menores de ocho a diez años (período de calcificación de la dentadura definitiva). Para la OMS, el valor tampoco es un parámetro fijo, sino un valor orientativo que debe de adaptarse a las condiciones personales y locales, tales como edad, dieta y clima. (WHO | Water-related diseases)

La tabla que sigue muestra los principales parámetros de análisis de una muestra de agua subterránea procedente de un pozo en Agula Gutama, cerca de la localidad de Zway, Etiopía. Las dos columnas de la derecha indican los límites o sugerencias del la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) de los Estados Unidos y los establecidos por las Directivas del Consejo de la Unión Europea.

	Agula Gutama	EPA	UE [5]
Nitratos (mg/L como nitrógeno)	6.4	10 [1]	50
Conductividad (mS/cm)	4160	-	2500
Sólidos disueltos totales (mg/L)	2708	500 [2]	1500
pH	9.4	6.5-8.5 [2]	6.5-8.5
Cloro (mg/L)	355	250 [2]	250
Fluoruro (mg/L)	186	2.0 [2]	1.5
Sodio (mg/L)	1120	20 [3]	200
Alcalinidad (mg/L)	1638	[4]	[6]

[1]   EPA National Primary Drinking Water Standards.

[2]   EPA National Secondary Drinking Water Standards: establecen criterios no obligatorios y regulan contaminantes que pueden causar problemas cosméticos, estéticos (manchas dentales en el caso del fluoruro) y organolépticos en el agua potable. Los estados pueden convertir los estándares secundarios en obligatorios.

[3]   EPA no establece un límite superior para el sodio en agua, aunque sugiere un tope de 20 mg/L para proteger a personas con dieta pobre en sodio.

[4]   EPA Secondary Drinking Water Regulations limitan la alcalinidad en términos del contenido en sólidos disueltos totales (500 ppm). Las aguas alcalinas, como la de Agula Gutama, pueden tener mal sabor.

[5]   Los requisitos para agua potable han sido establecidos por las Directivas del Consejo 80/778/EEC de 15 de julio de 1980 y 98/83/EC de 3 de noviembre de 1998 referidas a la calidad de agua para el consumo humano.

[6]   Similar a [4].

Los métodos disponibles para la eliminación del fluoruro del agua potable se pueden clasificar en a) Métodos de precipitación-floculación, b) Métodos de adsorción [alumina activada], c) Procesos que implican la evaporación del agua y d) Procesos basado en tecnologías de membranas. Los métodos de los tres primeros grupos engloban distintas técnicas según se trate de aplicaciones industriales o de sistemas domésticos. Por ejemplo, los procesos que implican evaporación del agua van desde las técnicas de desalación conocidas como MED (Multi-Effect Distillation o destilación de efecto múltiple) y MSF (Multi-Stage Flash Distillation, o destilación súbita de efecto múltiple) basadas en la utilización de energía térmica o solar (www.psa.es/webesp/solardesal/overview.html) hasta los destiladores solares unifamiliares, que son pequeños recipientes cubiertos de plástico o vidrio que recoge y canaliza el agua evaporada en su interior hacia un depósito de consumo (www.epsea.org/stills.html). Los métodos basados en la tecnología de membranas no suelen considerarse adecuados para países en desarrollo, pero pueden representar una alternativa viable para instalaciones de tamaño medio.

Con diferencia, los métodos más utilizados en los países en desarrollo son los de precipitación-floculación, que pueden adoptar formas caseras, como la precipitación sobre carbón vegetal o animal (bone charcoal) o formas semi-industriales como el método Nalgonda y sus variantes basadas en la precipitación química con reactivos cálcicos, que es el método convencional para la eliminación de fluoruros en aguas residuales. Utilizando únicamente sales de calcio, la máxima calidad obtenible corresponde a la solubilidad del CaF₂ (7-8 mg/L) y que en la práctica es de unos 10-20 mg/L, muy superior a las concentraciones máximas recomendadas. Si la precipitación se complementa con una floculación-sedimentación utilizando sales de aluminio (sulfato de aluminio hidratado), se obtiene una concentración de fluoruro suficientemente baja como para que el agua sea potable (1-2 mg/L). La técnica se denomina Nalgonda y fue desarrollada originalmente por el National Environmental Engineering Research Institute de India (NEERI) para su uso en pequeñas instalaciones comunitarias o familiares. El proceso tiene lugar mediante la adición, a la vez o sucesivamente, de carbonato de calcio y sulfato de aluminio en un tanque. En las condiciones alcalinas obtenidas tras la adición del carbonato, el sulfato de aluminio forma floculos de hidróxido de aluminio, Al(OH)₃. Durante la sedimentación, los flóculos arrastran el fluoruro y otros iones mediante fuerzas electrostáticas. El tiempo necesario para la sedimentación de los flóculos es de unas cuatro horas. El pH debe de estar en el rango 5–8 para evitar que el aluminio pase a la disolución  en diversas formas (Al(OH)₂⁺, Al(OH)₄^- y otras). El riesgo de que el aluminio pase al agua es importante puesto que la evolución del pH es difícil de predecir. El agua natural puede encontrarse tamponada por la alcalinidad y los reactivos alteran el pH, por lo que este debe de ser cuidadosamente controlado, lo que complica su utilización como método doméstico, que es precisamente la ventaja principal esgrimida por sus partidarios, que esencialmente, se basan en su bajo coste. El riesgo es importante. El aluminio no sólo es neurotóxico por ingestión (encefalopatías de diálisis) sino que además, a finales de los años noventa se determinó la existencia de un efecto sinérgico debido a la presencia de fluoruro y aluminio en la dieta relacionado con la formación de aluminofluoruros que actúan como análogos del fosfato y cuyo efecto clínico se ha relacionado con un desorden neurológico similar al de la enfermedad de Alzheimer, por lo que la utilización de sales aluminio en potabilización debería quedar restringida a instalaciones industriales con un control riguroso de la dosificación de reactivos.

Otros factores complican el método de precipitación-floculación, como es la excesiva salinidad del agua, que aumentaría con el tratamiento, por lo que no es recomendable para aguas con sólidos totales disueltos por encima de 1500 mg/L (como la de la tabla mostrada arriba). Tampoco da buenos resultados para aguas con más de 20 mg/L de fluoruro. Un problema añadido es la necesidad de eliminar gran cantidad de lodos con aluminio y flúor, lo que de realizarse de forma incontrolada podría crear un problema ambiental serio a largo plazo.

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