INFORME DE LABORATORIO DE ACUDUCTOS
INFORME DE LABORATORIO DE ACUDUCTOS
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INFORME DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS
ESTUDIANTE MAURICIO ARIAS PEDROZOCOD.2073706
PROFESORING.JOSE LUIS PINTO CAMARGO
UISBUCARAMANGASANTANDER
Prueba de jarras
Qu es la prueba de jarras y su importancia en el diseo y
operacin de acueductos?
La prueba de jarras es una prueba de laboratorio utilizada para
medir la turbidez de ciertas sustancias y determinar su uso. Para
realizar esta prueba se necesita una maquina donde se ubiquen 6
recipientes o jarras con un agitador dentro de ellos: en cada jarra
se coloca el agua o la sustancia a analizar con diferentes
cantidades de floculante y se dejan agitar por un tiempo
determinado (segn la formacin de flocs y la sustancia analizada).
En esta se mide el tiempo de cada jarra en sedimentar los floculos,
la cantidad de esos, el ph, la concentracin residual de coagulante,
la conductividad y finalmente la turbidez. El proceso de
laboratorio es el siguiente:
1. Se colocaron las jarras en su respectivo lugar y se prendi el
aparato de jarras (Coagulacin). 2. Se dejaron las jarras en el
aparato por un periodo corto (5 min) y a una velocidad alta (250
rev/min) (Floculacin). 3. Se dejaron las jarras en el aparato por
un periodo largo (20 min) y a una velocidad baja (30 rev/min)
(Sedimentacin). 4. Se dejaron las jarras en el aparato por un
periodo igual al de la fluculacin (20min) y a una velocidad 0. 5. A
cada jarra se les hace la prueba de temperatura, turbidez,
conductividad y slidos suspendidos totales
Este proceso es utilizado para determinar la dosis de
coagulantes para el proceso de floculacin en la eliminacin de la
turbidez en el agua dentro de las plantas de tratamiento de agua
potable. Es decir es parte fundamental e inicial de un acueducto,
ya que con la medicin de la turbidez se puede determinar que mtodos
se le deben aplicar al agua para que esta sea tratada y usada por
el hombre.
Qu ensayos se pueden llevar a cabo?
1. Medicin del tiempo de sedimentacin. 2. Medicin del PH. 3.
Medicin de Turbidez. 4. Medicin de la Coagulacin. 5. Medicin de
Conductividad.
Conductividad y ph Qu es la conductividad y el ph, su
importancia en el diseo y operacin de acueductos?
La conductividad es la propiedad de una solucin que cuenta la
capacidad de transporte de corriente elctrica de un electrolito en
dicha disolucin. El PH o potencial de hidrgeno es una medida de la
acidez o alcalinidad de una solucin. El PH indica la concentracin
de iones hidronio presentes en determinadas sustancias. El PH es
una medida entre 0 y 14 en disolucin acuosa, siendo cidas las
disoluciones con PH menores a 7, y alcalinas las que tienen pH
mayores a 7. El PH igual 7 indica la neutralidad de la disolucin
(por ejemplo: el agua).
En los acueductos, especficamente en las Plantas de Tratamiento
de Aguas, se utiliza la medicin de ph y conductividad para
determinar la cantidad de reactivos que necesita el agua para pasar
por los procedimientos de sedimentacin y luego de limpieza del
agua. Con el ph se determina la basicidad o alcalinidad del agua, y
con la conductividad determina la cantidad de sales de la
misma.
cmo se lleva cabo su determinacin?
El valor del pH se puede medir mediante un potencimetro, un
instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos
electrodos: un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio que
es sensible al in de hidrgeno. Tambin se puede medir de forma
aproximada el pH de una disolucin empleando indicadores tal como se
hace en el laboratorio, cidos o bases dbiles que presentan
diferente color segn el pH. Generalmente se emplea papel indicador,
papel impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos de pH.
El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido.
Otros indicadores usuales son la fenolftalena y el naranja de
metilo.
La conductividad por su parte, es medida con aparatos
especiales, como el Conductmetro manual o automtico que se base en
un puente de Wheastone para medir la conductividad o la
conductancia de la muestra (anloga o digital). Cabe tener en cuenta
que este aparato, debe tener correccin automtica o manual para la
temperatura, ya que las lecturas se refieren a 25C. La
conductividad tambin se puede medir con celdas tipo inmersin de
constante de celda de acuerdo con el circuito del aparato.
Cules son los valores permitidos para el agua potable segn la
legislacin colombiana?
Segn la legislacin colombiana, los servicios de salud son los
encargados de certificar la calidad y el seguimiento del agua, que
se hace de acuerdo a lo recomendado en el decreto 475 de 1998.
Entonces, segn los criterios organolpticos y fsicos de la calidad
del agua potable la conductividad es permitida entre valores de 50
y 1000 micromhos/cm. En este mismo decreto, en el artculo 10, El
valor para el potencial de hidrgeno, pH, para el agua potable
debern estar comprendido entre 6.5 y 9.0.
Alcalinidad y acidez
Qu es la alcalinidad y acidez y su importancia en el diseo y
operacin de acueductos?
La basicidad o alcalinidad es la capacidad de neutralizar cidos
de una sustancia qumica en solucin acuosa. En el agua, es la medida
de la cantidad de iones de bicarbonato y de carbonato.
La acidez es la medida de una sustancia de ser acidas. Es decir,
de neutralizar bases. La titulacin permite conocer el grado de
acidez o alcalinidad que presenta una sustancia, por ende, es de
vital importancia en la determinacin de la calidad del agua potable
que es suministrada por un acueducto. Esta medicin, viene acompaada
por la medicin de su PH, para determinar de igual forma, la
cantidad de reaccionantes necesarios para su limpieza.
Cmo se lleva cabo su determinacin?
La acidez y la alcalinidad de una sustancia se puede determinar
por mtodos volumtricos, mediante titulacin, la cual implica siempre
tres componentes bsicos: el titulante, el titulado y el colorante.
Cuando un cido y una base reaccionan, se produce una reaccin que se
puede observar con un colorante, como la fenolftalena, que cambia
de color a rosa cuando se encuentra presente una reaccin
cido-base.Cuando se quiere medir acidez, el agente titulante es una
base, y el agente titulado es el cido o la sustancia que contiene
el cido; y lo contrario cuando se trate de basicidad. El equipo de
titulacin est conformado por una bureta, un vaso de precipitado, un
soporte universal y un anillo con su nuez. Se pueden adicionar dos
o tres gotas de colorante y se comienza a titular (dejar caer gota
a gota del agente titulante sobre el titilado) hasta obtener un
ligero cambio de color (segn el titulante y el titulado) que dure
aproximadamente 30 segundos.
Cules son los valores permitidos para el agua potable segn la
legislacin colombiana?
De igual forma, dentro del decreto 475 de 1998, se recomienda
que el agua de uso para los acueductos no sea ni muy acida, ni muy
bsica. La acidez se rige por un valor admisible de 50 mg/L, y la
basicidad por 100 mg/L.
Cloruros
Cmo se lleva cabo su determinacin?
Los cloruros son compuestos que llevan un tomo de cloro en
estado de oxidacin, estos se pueden determinar dentro de una
sustancia por medio de mtodos de sntesis, mtodos analticos o
bioqumicos.
La determinacin de cloruros por sntesis es simplemente realizar
contacto directo con cloro elemental o algunos de sus grupos
fundamentales, para obtener una cloruro determinado.
La determinacin analtica, puede ser por prueba de Beilstein y
transformacin en cloruro inorgnico.A) Prueba de Beilstein:
Se calienta un alambre de cobre en una llama azul de un mechero
Bunsen hasta que no se note ninguna coloracin marcada. Luego se
pone en contacto con el compuesto analizado y se introduce el
compuesto con el alambre en la llama, un color verde azul indica la
presencia de cloruro.
B) Transformacin en cloruro inorgnico:
Una pequea muestra se calienta en un tubo de ensayo con una
pequea cantidad de sodio metal hasta que el tubo se queda al rojo
vivo. Luego se vierte el tubo en un recipiente con agua, se le
agrega cido ntrico y se precipita el cloruro con nitrato de
plata.
Cules son los valores permitidos para el agua potable segn la
legislacin colombiana y su importancia en el diseo y operacin de
acueductos?
El decreto 475 de 1998, reglamenta una cantidad admisible para
el cloruro de 250 mg/L.
Su importancia se basa principalmente en proceso de desinfeccin
del agua, ya que toda agua tratada en una planta de tratamiento
debe ser sometida a cloro para evaluacin final.
Desinfeccin
En el proceso de potabilizacin del agua qu sustancias se
utilizan en la etapa de desinfeccin? La desinfeccin del agua
potable se realiza principalmente por medio de cloro. Pero este no
es totalmente removido del agua luego del proceso final de
potabilizacin, por lo que se le debe hacer una medicin de cloro
residual al final de desinfectada.
En resumidas, los compuestos qumicos ms utilizados para la
desinfeccin del agua son:
1. Hipoclorito de sodio (NaClO), cido hipocloroso (HClO),
Clorito de sodio (NaClO2). 2. Dixido de cloro (ClO2) 3. Ozono (O3)
4. Permanganato (KMnO4) 5. Jabones y detergentes 6. Sales de amonio
7. Perxido de hidrgeno 8. Fluor 9. Halogenos: Yodo
Qu es el cloro residual y cuales son los valores permitidos segn
la legislacin colombiana y su importancia en el diseo y operacin de
acueductos?
El decreto 475 de 1998, reglamenta una cantidad admisible para
el cloro residual libre en cualquier punto de la red de distribucin
de agua potable entre 0.2 y1.0 mg/litro.
La desinfeccin del agua es necesaria como uno de los ltimos
pasos en la planta de tratamiento de agua potable, para prevenir
que esta sea daina para nuestra salud. Muchas veces, tratndose de
agua de manantiales naturales o de pozo, la desinfeccin es el nico
tratamiento que se le da al agua para obtener agua potable. Segn el
decreto 475 de 1998, el valor mximo admisible para considerar una
muestra de agua apta para ser potable (despus de una posible
desinfeccin) est entre los 50 y los 1000 US/cm (micro siemens por
centmetro):
Intercambio inico
En qu consiste la operacin de intercambio de iones?
El intercambio inico es una operacin de separacin basada en la
transferencia de materia fluido-slido. Envuelve la transferencia de
uno o ms iones de la fase fluida al slido por intercambio o
desplazamiento de iones de la misma carga, que se encuentran unidos
por fuerzas electrostticas a grupos funcionales superficiales. La
virtud del proceso depende del equilibrio slido-fluido y de la
velocidad de transferencia de materia.
Cabe resaltar que a medida que la muestra de agua de la llave
pasa por el sistema, va perdiendo las sales que se encontraban en
un principio disueltas, por tal razn su capacidad de conducir
electricidad disminuye.
Qu es agua desionizada, agua suavizada y como se obtienen? El
agua desionizada es aquella a la cual se le han quitado los
cationes, como los de sodio, calcio, hierro, cobre y otros, y
aniones como el carbonato, fluoruro, cloruro, etc. mediante un
proceso de intercambio inico. Esto significa que al agua se le han
quitado todos los iones excepto el H+, o ms rigurosamente H3O+ y el
OH-, pero puede contener pequeas cantidades de impurezas no inicas
como compuestos orgnicos.
El agua desionizada se obtiene por medio del uso de resinas
intercambiadoras, una catinica y dos anicnicas. Las resinas se ven
como partculas entre 0.5 a 0.10 mm de dimetro y a simple vista
parecen slidos, sin embargo, a nivel molecular su estructura es
bastante abierta y permite que el agua pase, liberndola de
sulfatos, cloruros, algunos cationes y aniones. Como primer paso
del procedimiento, hidratamos las resinas con 200 mL de agua
destilada; tras lo cual agregamos 120 mL de cido clorhdrico (HCl)
al 4% a la resina Catinica y 120 mL de NaOH a la resina anicnica
para que se impregnen de estas sustancias y se recarguen. A
continuacin, montamos el sistema de tal manera que la salida del
desionizador catinico caiga sobre el desionizador anicnico y de
este finalmente a un vaso para recoleccin de muestras. Luego
hacemos pasar lentamente 200 [mL] de agua destilada por el sistema,
cuidando de no dejar secar ninguna de las resinas utilizadas, para
posteriormente adicionar 200 [mL] de agua de la llave. Recogemos
muestras y cada una de ellas las medimos con un
conductivimetro.
El agua suavizada es aquella con baja o nula dureza. La dureza
del agua se debe principalmente a las sales de calcio y magnesio;
algunas veces, al hierro y al aluminio. La mayor parte del calcio y
el magnesio presentes en el agua natural se encuentra bajo la forma
de bicarbonatos, sulfatos y tambin, cloruros y nitratos. La
suavizacin del agua puede ser realizada por la ebullicin. La
combinacin de carbonatos de calcio y magnesio con el dixido de
carbn forman bicarbonatos de calcio y de magnesio. La mayora de los
carbonatos se precipitan cuando el agua es hervida, sacando el
dixido de carbono, dejando los carbonatos que son insolubles y
disminuyendo la dureza del agua.En el tratamiento de aguas
residuales para qu sirve el intercambio inico?
En las plantas de tratamiento de aguas residuales, se aplican
dos sistemas bsicos para la remocin de minerales inorgnicos, el
intercambio inico y el uso de membranas microporosas compuestas por
acetato de celulosa.
El intercambio inico se evidencia cuando un ion es sustituido o
intercambiado por otro de la misma carga, este proceso es utilizado
desde para la extraccin de disolventes slidos en el agua hasta para
tratar la dureza de la misma, al reemplazar el calcio y el magnesio
contenidos en el agua por otro in, usualmente sodio.
Proceso biolgico aerobio y proceso anaerobio
Cules son las variables en un proceso aerobio y en un proceso
anaerobio?
Para un proceso anaerobio, se necesitara una solucin de hidrxido
de sodio NaOH, un indicador como la fenolftalena y cido clorhdrico
para el control de la titulacin.
Para el proceso aerobio, se necesitan los mismos componentes
anteriores, pero el recipiente donde se haga el proceso debe tener
una abertura para la inyeccin de oxigeno (otro componente
necesario).
Cules son los productos finales en un proceso aerobio y en un
proceso anaerobio?
La digestin aerbica ocurre en un medio con abundante oxgeno,
donde las bacterias consumen rpidamente la materia orgnica,
convirtindola en abundante dixido de carbono; este proceso se
conoce como respiracin endgena, y en el tratamiento de aguas
residuales es la etapa en la que se reducen los slidos. Mientras
que por otra parte, el proceso anaerobio se realiza en ausencia de
oxgeno y produce biogs, con una parte elevada de metano que puede
ser usado como combustible.
Cules son las ventajas y desventajas de cada proceso?
10. Las muestras de cultivo aerobio necesita una mayor cantidad
de cido clorhdrico para alcanzar la neutralizacin de la muestra, lo
cual es una desventaja de este proceso frente al anaerobio. 11. Las
muestras aerobias necesitan oxgeno en su proceso, por lo cual
resultan ms costosas y complicadas de realizar. 12. Los procesos
anaerobios son apropiados para el tratamiento de aguas residuales
con concentraciones muy elevadas de sustancias orgnicas, como las
que se producen, por ejemplo, en la industria alimentaria o en la
papelera. 13. Frecuentemente se implementan como etapa previa a un
proceso aerobio, por lo que este ltimo tendra cierta dependencia
que sera una desventaja.
DBO y DQO
Cul es el significado de la dbo y la dqo? El DBO es la Demanda
Biologa de Oxigeno, y es un parmetro que mide la cantidad de
materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biolgicos
que contiene una muestra lquida, disuelta o en suspensin.
El DQO es la Demanda Quima de Oxigeno, y es un parmetro que mide
la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios
qumicos que hay disueltas o en suspensin en una muestra lquida.
Cul es la importancia en el tratamiento de aguas residuales?
El DBO se utiliza para medir el grado de contaminacin del agua
residual que debe transportar un Alcantarillado, normalmente se
mide transcurridos cinco das de reaccin (DBO5). El mtodo de DBO, es
un procedimiento aplicable en aguas continentales (ros, lagos o
acuferos), aguas negras, aguas pluviales o agua de cualquier otra
procedencia que pueda contener una cantidad apreciable de materia
orgnica susceptible a ser consumible por medios Biolgicos. Este
ensayo es muy til para la apreciacin del funcionamiento de las
estaciones depuradoras. No es aplicable, sin embargo, a las aguas
potables, ya que al tener un contenido tan bajo de materia oxidable
la precisin del mtodo no sera adecuada. En este caso se utiliza el
mtodo de oxidabilidad con permanganato potsico.
El DQO es un mtodo aplicable en aguas continentales tambin,
aguas negras, aguas pluviales o agua de cualquier otra procedencia
que pueda contener una cantidad apreciable de materia orgnica. Este
ensayo tambin es muy til para la apreciacin del funcionamiento de
las estaciones depuradoras.
Cules son los valores permitidos por la legislacin
colombiana?
Valores por encima de 30 mgO2/litro pueden ser indicativos de
contaminacin en aguas continentales, refirindose al DBO. DQO
(mg/l)= 8000
Remocin de color
Cmo se define el color en el agua potable y agua residual?
Se denomina agua potable, al agua que puede ser consumida sin
restriccin. El trmino se aplica al agua que cumple con las normas
de calidad promulgadas por las autoridades locales e
internacionales. Esta es producida por las Plantas de tratamiento,
y en si, por el funcionamiento de un Acueducto. Adems, es
transportada por tubera a alta presin.
El agua residual es el tipo de agua que est contaminada con
sustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgnicos
humanos o animales. Para su conduccin, requiere sistemas de
canalizacin, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido
genera graves problemas de contaminacin y salud a la poblacin
cercana. Los sistemas encargados de conducir este tipo de agua son
los Alcantarillados, los cuales conducen dicha agua a flujo
libre.
Cmo se lleva a cabo la remocin de color?
Es el proceso en el cual, agentes qumicos se encargan de retirar
las molculas que cambian el color de un determinado lquido. En el
caso del tratamiento de aguas, es de gran importancia lograr la
potabilizacin del agua como la remocin de color, ya que el incoloro
caracterstico del agua le da mejor apariencia. El proceso de
remocin de color se realiza por llamados Adsorbentes.
En qu consiste el proceso de remocin de color con
adsorbentes?
La adsorcin es la remocin, por adherencia, de las impurezas
(lquidos, gases, materia suspendida, coloides, molculas, tomos e
iones disueltos) de la sustancia en la superficie (que incluye
poros o superficie interna) del sorbente (interfase).
El proceso de remocin de color consiste en remover todo tipo de
contaminantes que no permitan la propiedad de incolora del agua. El
procedimiento bsico para la remocin de color con un adsorbente, por
ejemplo: el carbn activado, es el siguiente:
1. Se toman las muestras. 2. Se le mide las condiciones de
concentracin, color aparente y real, temperatura, turbiedad y pH.
3. Se realiz la prueba de jarras con una cantidad determinada de
carbn activado a 90 rpm. 4. Se tomaron muestras en funcin del
tiempo de contacto y se le midieron las condiciones finales de
concentracin, color aparente y real, temperatura, turbiedad y pH.
5. Se graficaron los valores obtenidos, tenindose en cuenta en que
tiempo se realizaba una remocin del color de gran porcentaje y se
tabula para las diferentes muestras.
Sedimentacin
Un sedimentador debe disearse para la mnima temperatura esperada
del aguay para un determinado tamao minino de partcula, lo cual
garantiza que se remuevan totalmente las partculas mayores que
esta.
