Hervido del agua

Resumen

Hervir agua destruye prácticamente todas las bacterias, virus y protozoos (incluidos sus quistes y ooquistes) que causan enfermedad, usando solo fuego y un recipiente. Es el método de potabilización biológica más fiable y más fácil de verificar a ojo (basta ver que hierve a borbotones) cuando no hay cloro, filtros certificados ni laboratorio. Resultado esperado y medible: a partir de agua sin turbidez visible, un lote de hasta ~10 L queda microbiológicamente seguro en 15-35 minutos (encender el fuego, calentar y hervir), más 30-60 minutos de enfriado antes de beberlo cómodamente, con un gasto de entre 1,5 y 2,2 kg de leña seca (o 0,4-0,6 kg de carbón vegetal) por cada 10 L en fuego abierto. El hervido no elimina productos químicos, metales pesados ni turbidez, y el agua hervida no queda protegida frente a una recontaminación posterior: la seguridad depende tanto de cómo se hierve como de cómo se enfría y se guarda.

Requisitos previos

• Conocimientos: ninguno es indispensable para ejecutar el procedimiento tal cual se describe aquí. Ayuda haber decidido antes cómo se capta el agua (fuente más clara posible) y, si el objetivo es reducir el gasto de combustible, comparar con la desinfección solar (SODIS) y con la filtración, artículos previstos en esta misma carpeta.
• Materiales:
  • Agua a tratar, la más clara posible: 2-3 L por persona y día solo para beber (más con calor o trabajo físico).
  • Combustible: leña seca (humedad <20 %, se astilla con un chasquido en vez de doblarse), o carbón vegetal, o cualquier otra fuente de calor sostenida (gas, estufa eléctrica, brasas).
  • Un paño de algodón tupido (una tela tipo sari doblada 4-8 veces cumple; ver «Principio de funcionamiento») para prefiltrar si el agua está turbia.
  • Un contenedor limpio de boca estrecha, con tapa y, si es posible, grifo, dedicado en exclusiva a agua potable, para el almacenamiento posterior.
  • Un paño grueso o manopla para manipular el recipiente caliente.
• Herramientas:
  • Fuego a cielo abierto o en fogón (N0: tres piedras y leña bastan).
  • Un recipiente que pueda ponerse directamente sobre las llamas y aguantar hervores repetidos sin agrietarse ni liberar sustancias tóxicas. Aquí está la decisión de nivel tecnológico de este artículo: se fija nivel: 1 porque el procedimiento principal (recipiente puesto directamente al fuego) exige cerámica cocida (mínimo N1) o metal (N2); un recipiente puramente N0 —cuero crudo, corteza, cesta impermeabilizada, madera— se quema, se deforma o pierde estanqueidad si se acerca al fuego directo. Sí existe una vía N0 genuina, más lenta y con más pérdidas: calentar piedras al rojo en la hoguera e introducirlas en el agua contenida en un recipiente no resistente al fuego directo («hervido por piedras calientes»). Por su menor eficiencia y mayor riesgo de quemaduras se documenta como variante de menos recursos (ver «Variantes»), no como procedimiento principal.
  • Un termómetro y/o un indicador WAPI son opcionales (solo necesarios para la variante de pasteurización a menor temperatura, ver «Variantes»).
• Tiempo y personas: una persona basta. Por lote de hasta 10 L: 5-10 min para preparar el fuego, 10-20 min para llevar el agua a ebullición (según potencia del fuego y volumen), 1-3 min de hervor sostenido, y 30-60 min de enfriado antes de que resulte cómodo de beber (se puede consumir tibio antes, ya inocuo, si hay urgencia).

Principio de funcionamiento

Por qué el calor mata patógenos

El calor desnaturaliza las proteínas y enzimas de los microorganismos y daña sus ácidos nucleicos; a partir de cierta temperatura, sostenida el tiempo suficiente, el patógeno deja de ser viable o infeccioso. La sensibilidad térmica varía según el tipo de organismo:

• Bacterias en forma vegetativa (E. coli, Vibrio cholerae, Salmonella, Shigella): se inactivan en segundos a partir de unos 60 °C; a temperatura de ebullición, la destrucción es prácticamente instantánea.
• Virus entéricos (rotavirus, norovirus, hepatitis A): algo más resistentes que las bacterias, pero igualmente inactivados en menos de 1 minuto a temperatura de ebullición.
• Quistes y ooquistes de protozoos (Giardia, Cryptosporidium): son los organismos de interés sanitario más resistentes al calor de los que se transmiten habitualmente por el agua. Los ooquistes de Cryptosporidium se inactivan en menos de 1 minuto por encima de 70 °C, y los quistes de Giardia casi instantáneamente a partir de esa misma temperatura.
• Esporas bacterianas (p. ej. Bacillus, Clostridium): el hervido a 100 °C no las destruye de forma fiable; hacen falta temperaturas de autoclave (~121 °C bajo presión) o tiempos muy largos. No son, sin embargo, la causa habitual de enfermedad transmitida por agua de boca en la práctica, por lo que el hervido sigue siendo el método de referencia para uso doméstico, con esta salvedad honesta.

En conjunto, un hervor a borbotones sostenido supera con amplio margen la temperatura y el tiempo que necesita cualquier patógeno entérico común para quedar inactivado.

Ebullición frente a pasteurización

No hace falta llegar a 100 °C para matar patógenos: la pasteurización usa temperaturas más bajas (60-72 °C) durante más tiempo para conseguir el mismo efecto con menos combustible. El estudio de referencia (Ciochetti y Metcalf, 1984) encontró que los coliformes fecales de agua de río se inactivaban a partir de 60 °C, y que mantener el agua por encima de 65 °C la deja durante al menos una hora por encima de la temperatura de pasteurización de la leche (62,8 °C), considerada suficiente para inactivar los patógenos entéricos de interés. El hervido (100 °C, 1-3 min) es más simple de verificar sin termómetro —basta ver el borboteo— y da más margen de seguridad ante variaciones de altitud, turbidez o mala distribución del calor en el recipiente; por eso lo recomiendan como método por defecto la OMS/UNICEF y los CDC. La pasteurización a menor temperatura (variante WAPI, ver «Variantes») es preferible cuando el combustible es el recurso más escaso.

Ajuste por altitud

El agua hierve cuando su presión de vapor iguala la presión atmosférica; a menor presión atmosférica (mayor altitud), el agua hierve a menor temperatura. Esto no invalida el método —incluso a gran altitud la temperatura de ebullición sigue muy por encima de los 70 °C que bastan para los patógenos citados— pero reduce el margen de seguridad, por lo que OMS/UNICEF y los CDC recomiendan alargar el tiempo de hervor por encima de los 2000 m (~6500 pies):

Regla práctica: 1 minuto de hervor a borbotones por debajo de 2000 m; 3 minutos a partir de 2000 m.

Por qué sedimentar y filtrar antes de hervir

El calor no elimina la turbidez ni la materia en suspensión, y el sedimento puede albergar patógenos protegidos del calor en su interior (partículas más grandes tardan más en alcanzar la temperatura letal en su centro) además de consumir combustible de forma innecesaria al calentar materia que no es agua. Filtrar con un paño de algodón tupido también tiene un efecto documentado por sí mismo: un estudio de campo en Bangladesh (Colwell et al., 2003) mostró que una tela tipo sari doblada 4-8 veces forma un filtro de malla efectiva de unas 20 micras, capaz de retener el zooplancton y fitoplancton al que suele ir adherido Vibrio cholerae, y redujo un 48 % los casos de cólera en las aldeas donde se usó. Sedimentar y filtrar antes de hervir es, por tanto, un paso que reduce el gasto de combustible y añade una barrera adicional, no un sustituto del hervido.

Qué NO elimina el hervido

• Productos químicos disueltos: pesticidas, disolventes, nitratos, arsénico o flúor en exceso no se destruyen ni se evaporan de forma relevante al hervir; si se hierve mucho tiempo dejando evaporar una fracción notable del agua, la concentración de lo que no se evapora (sales, metales pesados) puede incluso subir ligeramente.
• Metales pesados (plomo, mercurio, cadmio, arsénico): no se eliminan hirviendo.
• Turbidez, color, sabor a sales o mal olor de origen mineral: el hervido no aclara el agua ni quita sabores salinos; solo la sedimentación, la filtración o la destilación actúan sobre esto.
• Por lo anterior, si el agua tiene sospecha de contaminación por combustible, disolvente o químico industrial, no debe hervirse para beber: hay que buscar otra fuente.

Procedimiento

1. Preparar el agua. Si hay turbidez visible, dejar sedimentar en un recipiente en reposo durante 30-60 min y trasvasar solo el agua clara de la parte superior sin remover el poso, o filtrar a través de un paño de algodón tupido doblado 4-8 veces (tipo sari, malla efectiva de ~20 micras) atado sobre la boca de otro recipiente limpio. Criterio de éxito: el agua se ve transparente (se distingue un texto a través de una capa de 10 cm) y no deja sedimento visible tras 10 minutos en reposo en un vaso.
2. Elegir el recipiente. Cerámica cocida sin esmalte de plomo, o metal, con capacidad de al menos 1 L por persona y toma, sin grietas ni fugas, que no haya contenido combustible, pintura ni pesticidas. Criterio de éxito: al llenarlo de agua y dejarlo 5 min, no aparecen goteos ni manchas de óxido que se desprendan al tacto.
3. Llenar el recipiente entre 2/3 y 3/4 de su capacidad, dejando espacio para el hervor sin que rebose. Criterio de éxito: margen de al menos 5 cm entre la superficie del agua y el borde.
4. Tapar con una tapa o un objeto plano que no libere sustancias (otra olla, un plato de barro) y poner al fuego a máxima potencia. Criterio de éxito: no se ve un chorro continuo de vapor escapando por los lados antes de romper a hervir (tapar ahorra combustible, ver «Cálculos»).
5. Calentar hasta el hervor a borbotones («rolling boil»): burbujas grandes que suben desde el fondo de forma continua y no cesan al remover. Criterio de éxito: burbujeo visible en toda la superficie (no solo en el borde) durante al menos 10 segundos seguidos.
6. Mantener el hervor a borbotones 1 minuto si la altitud del lugar es menor de 2000 m; 3 minutos si es igual o mayor. Criterio de éxito: cronometrar desde que se cumple el criterio del paso 5; el hervor no se detiene en ningún momento del intervalo.
7. Retirar del fuego con un paño grueso o pinzas (el recipiente y cualquier asa metálica están a más de 90 °C) y destapar alejando la cara y las manos del chorro de vapor. Criterio de éxito: nadie entra en contacto directo con el recipiente ni recibe el vapor de frente.
8. Enfriar tapado, lejos del alcance de niños, hasta que resulte cómodo de beber. Criterio de éxito: el exterior del recipiente está tibio (≤ 35-40 °C al tacto), no caliente.
9. Airear para mejorar el sabor (opcional). Verter el agua entre dos recipientes limpios 5-10 veces desde una altura de ~30 cm. Criterio de éxito: aparecen burbujas finas de aire y el agua pierde el sabor «plano» propio del agua hervida (se debe a la pérdida de aire disuelto durante el hervor).
10. Guardar en el contenedor de boca estrecha, tapado, con grifo si es posible, sin introducir manos, vasos ni cazos en el agua. Criterio de éxito: el agua solo se sirve por vertido directo o por grifo, nunca sumergiendo un utensilio.

Verificación

• Visual: el agua está transparente, sin sedimento ni película en la superficie, y el único olor o sabor distinto del original es el «plano» propio del hervido (que la aireación del paso 9 corrige).
• De proceso, no de producto: no existe una prueba de campo sencilla que confirme a posteriori que el agua hervida está libre de patógenos; la garantía viene de haber cumplido tiempo y temperatura (pasos 5-6), no de una comprobación posterior. Si hay termómetro, se puede confirmar que se alcanzó el hervor a borbotones (no solo agua caliente) antes de cronometrar.
• Importante: a diferencia de la cloración, el hervido no deja ningún residual protector. Un agua hervida correctamente puede volver a estar contaminada 5 minutos después si se sirve con las manos o en un recipiente sucio; la verificación real de que sigue siendo segura para beber es que se ha manejado siguiendo el paso 10 en todo momento desde que se hirvió.

Errores frecuentes

Seguridad

• Quemaduras y escaldaduras (el riesgo principal de este procedimiento): el vapor a 100 °C causa quemaduras más profundas que el agua líquida a la misma temperatura, porque libera una cantidad grande de calor adicional al condensarse sobre la piel. Usar siempre paño grueso o manopla para mover el recipiente; destapar alejando cara y manos del chorro de vapor; asegurar que el recipiente queda estable sobre el fuego y no puede volcarse; mantener a los niños fuera del alcance del fuego y del recipiente caliente en todo momento, incluido durante el enfriado.
  • Qué hacer ante una quemadura: enfriar de inmediato con agua corriente tibia o fría (no helada) durante 10-20 minutos; no aplicar hielo directo ni pasta de dientes ni remedios caseros sobre la quemadura; no reventar ampollas; cubrir con un paño limpio y no adherente. Buscar atención médica si la quemadura es mayor que la palma de la mano de quien la sufre, si afecta a cara, manos, pliegues o genitales, o si aparecen ampollas extensas.
• Intoxicación por humo: si se hierve con leña o carbón en un espacio cerrado o mal ventilado, hay riesgo de intoxicación por monóxido de carbono, que es inodoro y puede ser mortal. Hervir siempre al aire libre, bajo una salida de humos, o con ventilación cruzada asegurada.
• Recipientes válidos: cerámica cocida sin esmaltes de plomo o cadmio (algunos esmaltes brillantes antiguos o artesanales los contienen y el calor y la acidez favorecen que se disuelvan hacia el agua), o metal (acero inoxidable, aluminio, hierro) dedicado en exclusiva a uso alimentario.
• Recipientes inválidos:
  • Plástico no certificado para contacto con calor directo: puede deformarse, arder o liberar compuestos hacia el agua.
  • Cualquier contenedor que haya tenido combustible, disolvente, pintura o pesticida: el hervido no elimina esos residuos químicos aunque el agua quede libre de patógenos.
  • Cerámica con esmalte de plomo o cadmio.
  • Metal galvanizado para hervidos repetidos y prolongados: el recubrimiento de zinc puede degradarse con el uso continuado y pasar al agua en exceso (verificar; la magnitud del riesgo depende del estado del recubrimiento y de cuántas veces se reutilice).
• Piedras para la variante de hervido por piedras calientes (ver «Variantes»): nunca usar piedras de río, porosas o que hayan estado húmedas por dentro: el vapor atrapado en sus poros puede hacerlas estallar violentamente al calentarlas, proyectando fragmentos. Usar piedras densas, secas y sin fisuras visibles, y calentarlas siempre lejos de la cara.
• Recordatorio: el hervido no protege frente a químicos ni metales pesados (ver «Qué NO elimina el hervido» en «Principio de funcionamiento»); si se sospecha ese tipo de contaminación, hervir no basta.

Variantes

• Con menos recursos (N0, sin cerámica ni metal): hervido por piedras calientes. Se calientan piedras densas, secas y no porosas al rojo vivo en el fuego durante 20-30 min, y se introducen una a una con pinzas de madera verde o un palo bifurcado en el agua, contenida en un recipiente que resiste el agua pero no el fuego directo (cuero crudo, corteza de árbol cosida, cesta muy tupida impermeabilizada con arcilla o resina, tronco ahuecado). Hacen falta aproximadamente 3-5 piedras del tamaño de un puño (~0,5 kg cada una) por litro de agua para alcanzar el hervor, reponiendo piedras según se enfrían (verificar cifra exacta; depende mucho del tipo de piedra y del tamaño del fuego). Es una técnica con historial de uso documentado en culturas que no disponían de recipientes resistentes al fuego. Se pierde: eficiencia energética (mucho calor se queda en las piedras que no llegan a sumergirse del todo), más tiempo y mano de obra, mayor riesgo de quemaduras por salpicaduras y de estallido de piedras porosas. Se gana: no depender de cerámica cocida ni de metal.
• Con más recursos (N2 en adelante): hervidor metálico con tapa ajustada y asa aislada del calor; estufa de gas o eléctrica con control de potencia, que llega antes al hervor y sin humo; a partir de N3, hervidor eléctrico con corte automático al hervir (menos vigilancia necesaria); a escala industrial (N3-N4), pasteurizadores de flujo continuo con intercambiador de calor que recupera parte del calor del agua ya tratada para precalentar la entrante, reduciendo mucho el consumo de combustible por litro.
• Variante de pasteurización a menor temperatura con indicador (WAPI): en vez de llevar el agua a ebullición, se calienta (al fuego, en cocina solar tipo caja, o sobre brasas) hasta mantenerla a 65 °C usando un indicador WAPI —un tubo de policarbonato con un tapón de cera calibrado para fundir a esa temperatura, desarrollado por Fred Barrett y Dale Andreatta para Solar Cookers International— o, sin WAPI, con un termómetro. El fundamento (Ciochetti y Metcalf, 1984) es que a partir de 60 °C se inactivan los coliformes fecales, y manteniendo el agua por encima de 65 °C se supera con margen la temperatura de pasteurización de la leche (62,8 °C), suficiente para los patógenos entéricos de interés. Ventaja: ahorra una parte importante del combustible frente a hervir, al no hacer falta llegar a 100 °C ni mantener el hervor. Desventaja: exige controlar la temperatura con más precisión que «ver que hierve»; no destruye esporas bacterianas termorresistentes (poco relevantes en agua de boca); fabricar un WAPI requiere materiales y calibración de nivel N3-N4, aunque un WAPI ya fabricado se reutiliza miles de veces. Recomendable cuando el combustible es el recurso más escaso y hay forma de controlar la temperatura con fiabilidad.
• Escalado a aldea: hervir en calderos comunales de 20-200 L sobre un fuego compartido o en una cocina comunitaria, por turnos. La relación superficie/volumen es menor cuanto más grande el caldero, lo que reduce las pérdidas relativas de calor y el combustible por litro frente a hervir en lotes pequeños. A cambio, aumenta el riesgo de recontaminación (más personas metiendo cazos o recipientes en el mismo caldero) y hace falta organizar el reparto en contenedores individuales de boca estrecha y garantizar un suministro de combustible centralizado, que suele ser el verdadero cuello de botella: la OMS/UNICEF señalan el alto coste y consumo de combustible como la principal limitación del hervido a gran escala frente a la cloración centralizada, que resulta mucho más barata por litro. Cuando sea posible, reservar el hervido comunitario para quien no tenga acceso a cloro, y tratarlo como solución de transición.

Cálculos

Energía teórica para hervir 10 L de agua

Datos: calor específico del agua c = 4,186 kJ/(kg·°C); masa de agua m = 10 kg (10 L); temperatura inicial 20 °C, final 100 °C (a nivel del mar); ΔT = 80 °C.

Energía mínima que debe recibir el agua (sin contar pérdidas ni el tiempo de hervor sostenido):

Q = m × c × ΔT = 10 kg × 4,186 kJ/(kg·°C) × 80 °C = 3349 kJ ≈ 3,35 MJ

En la práctica, la mayor parte del calor de un fuego se pierde al aire y al entorno en vez de pasar al agua, así que hace falta bastante más combustible que esta cifra teórica.

Con fuego abierto de tres piedras (eficiencia térmica real 10-15 %, verificar)

Energía de leña necesaria = 3,35 MJ / 0,10 a 0,15 = 22,3 a 33,5 MJ

Con leña seca al aire (poder calorífico ≈ 15 MJ/kg):

Masa de leña ≈ 22,3/15 a 33,5/15 = 1,5 a 2,2 kg por cada 10 L (≈ 150-220 g por litro)

Con estufa mejorada tipo rocket (eficiencia 25-40 %)

Energía de leña necesaria = 3,35/0,25 a 3,35/0,40 = 8,4 a 13,4 MJ
Masa de leña ≈ 0,56 a 0,9 kg por cada 10 L (≈ 56-90 g por litro)

Es decir, entre 2 y 3 veces menos leña que con fuego abierto, coherente con los ahorros de combustible del orden del 40-60 % que citan comparativas de campo entre fuego de tres piedras y estufas rocket (verificar cifra exacta según el estudio).

Con carbón vegetal (28-30 MJ/kg) y estufa tipo «jiko» (eficiencia 20-30 %, verificar)

Energía necesaria = 3,35/0,20 a 3,35/0,30 = 11,2 a 16,75 MJ
Masa de carbón ≈ 0,37 a 0,6 kg por cada 10 L (≈ 37-60 g por litro)

Efecto de la tapa

Tapar el recipiente reduce el consumo de combustible para hervir un 20-35 % frente a hervir destapado (estimación general de física de cocción, no específica de potabilización de agua). Aplicado al fuego abierto de tres piedras, esto podría bajar el consumo a aproximadamente 1-1,8 kg de leña por cada 10 L.

Nota de honestidad: todas las cifras de masa de combustible de esta sección son una estimación de orden de magnitud a partir de eficiencias publicadas para distintos tipos de fuego/estufa; el consumo real depende mucho de la humedad de la leña, el viento, el tamaño del fuego, la forma del recipiente y la experiencia de quien lo maneja. Están marcadas como estimación, no como valor exacto reproducible.

Fuentes

• CDC. «How to Make Water Safe in an Emergency». Water, Sanitation, and Hygiene (WASH)-related Emergencies and Outbreaks. https://www.cdc.gov/water-emergency/about/index.html
• OMS/UNICEF Joint Monitoring Programme. «Boil Water», Technical Brief sobre opciones de tratamiento doméstico del agua. https://iris.who.int
• OMS. Guidelines for Drinking-water Quality, 4.ª ed., 2011.
• Ciochetti, D.A. y Metcalf, R.H. (1984). «Pasteurization of Naturally Contaminated Water with Solar Energy». Applied and Environmental Microbiology, 47(2), 223-228.
• Solar Cookers International / Engineering for Change. «Water Pasteurization Indicator (WAPI)».
• Colwell, R.R. et al. (2003). «Reduction of Cholera in Bangladeshi Villages by Simple Filtration». PNAS, 100(3), 1051-1055.
• CDC / SSWM (Sustainable Sanitation and Water Management). Recomendaciones de almacenamiento seguro de agua doméstica: contenedores de boca estrecha, con tapa y grifo.
• Engineering ToolBox. «Water - Boiling Points vs. Altitude». https://www.engineeringtoolbox.com
• FAO. «Wood Energy - Basic Knowledge» y Wood Fuels Handbook (poder calorífico de leña y carbón vegetal). https://www.fao.org
• Comparativas de eficiencia térmica de cocinas (fuego de tres piedras frente a estufas rocket), Aprovecho Research Center y estudios de campo asociados — rangos marcados (verificar) por variar sensiblemente entre estudios.