UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA INFORME DE PRÁCTICAS PRE-PROFESIONALES REALIZADO REALIZADO EN LA MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE HUANCAYO DIRECCION GENERAL DE SALUD Y MEDIO AMBIENTE
PRESENTADO POR: ESPINOZA CARDENAS, Jhansell Jhonatan PARA OPTAR EL GRADO ACADEMICO DE:
BACHILLER EN INGENIERÍA QUÍMICA
HUANCAYO – PERÚ
2011
1
ÍNDICE RESUMEN
5
INTRODUCCIÓN
6
OBJETIVOS
7
1.1
1.2
1.3
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
3.1 3.2
CAPÍTULO I RESEÑA DE LA EMPRESA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE POTABLE TORRE – TORRE – TORRE 1.1.1 CAPTACIÓN 1.1.2 LINEAS DE CONDUCCIÓN 1.1.3 MURO PERIMETRAL 1.1.4 CAMARA ROMPE PRESIONES 1.1.5 TANQUES DOSIFICADORES 1.1.6 PLANTA DE TRATAMIENTO 1.1.6.1 HABITACIONES 1.1.6.2 CASETA DE POST CLORACIÓN 1.1.6.3 TANQUE DOSIFICADOR 1.1.6.4 PRESEDIMENTADORY SEDIMENTADOR 1.1.7 RESERVORIO PLANTA DE TRATAMIENTO DE OCOPILLA 1.2.1 CAPTACIÓN 1.2.2 SEDIMENTADOR 1.2.3 RESERVORIO LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD DE AGUA POTABLE CAPITULO II DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DE LA EMPRESA MUESTREO DE AGUA POTABLE RECEPCION DE LAS MUESTRAS TOMA DE MUESTRAS PARA ANALISIS FISICO-QUIMICO PUNTOS DE MUESTREO CONSIDERADAS CONSIDERADAS EN LA RED DE TORRE TORRE PUNTOS DE MUESTREO CONSIDERADAS EN LA RED DE OCOPILLA DIAGRAMA DE FLUJO DE TRATAMIENTO EN LOS RESERVORIOS Y REDES REPORTE DE DATOS DE LAS LECTURAS DE LAS MUESTRAS CAPÍTULO III PLAN DE TRABAJO PLAN DE TRABAJO DE LUNES A JUEVES PLAN DE TRABAJO DE LOS VIERNES
8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 9 10 10 10 10
11 11 11 12 12 13 13
14 14
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ÍNDICE RESUMEN
5
INTRODUCCIÓN
6
OBJETIVOS
7
1.1
1.2
1.3
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
3.1 3.2
CAPÍTULO I RESEÑA DE LA EMPRESA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE POTABLE TORRE – TORRE – TORRE 1.1.1 CAPTACIÓN 1.1.2 LINEAS DE CONDUCCIÓN 1.1.3 MURO PERIMETRAL 1.1.4 CAMARA ROMPE PRESIONES 1.1.5 TANQUES DOSIFICADORES 1.1.6 PLANTA DE TRATAMIENTO 1.1.6.1 HABITACIONES 1.1.6.2 CASETA DE POST CLORACIÓN 1.1.6.3 TANQUE DOSIFICADOR 1.1.6.4 PRESEDIMENTADORY SEDIMENTADOR 1.1.7 RESERVORIO PLANTA DE TRATAMIENTO DE OCOPILLA 1.2.1 CAPTACIÓN 1.2.2 SEDIMENTADOR 1.2.3 RESERVORIO LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD DE AGUA POTABLE CAPITULO II DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DE LA EMPRESA MUESTREO DE AGUA POTABLE RECEPCION DE LAS MUESTRAS TOMA DE MUESTRAS PARA ANALISIS FISICO-QUIMICO PUNTOS DE MUESTREO CONSIDERADAS CONSIDERADAS EN LA RED DE TORRE TORRE PUNTOS DE MUESTREO CONSIDERADAS EN LA RED DE OCOPILLA DIAGRAMA DE FLUJO DE TRATAMIENTO EN LOS RESERVORIOS Y REDES REPORTE DE DATOS DE LAS LECTURAS DE LAS MUESTRAS CAPÍTULO III PLAN DE TRABAJO PLAN DE TRABAJO DE LUNES A JUEVES PLAN DE TRABAJO DE LOS VIERNES
8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 9 10 10 10 10
11 11 11 12 12 13 13
14 14
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CAPÍTULO IV REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 4.1 AGUA
15
4.2 CARACTERISICAS DEL AGUA
15
4.3 PROPIEDADES DEL AGUA
15
4.3.1 Propiedades Físicas
15
4.3.2 Propiedades Químicas
16
4.3.3 Propiedades Termoquímicas
16
4.4 CLASIFICACION DE LAS AGUAS
16
4.4.1 Según su circunstancia
16
4.4.2 Clasificación por el contenido de Dureza
17
4.4.3 Clasificación según su estado físico
18
4.4.4 Clasificación según sus usos
18
4.4.5 Según la microbiología
18
4.5 PROCESOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA
18
4.5.1 FILTRACIÓN
18
4.5.2 PRECLORACIÓN
19
4.5.3 COAGULACIÖN
19
4.5.4 FLOCULACIÓN
19
4.5.5 SEDIMENTACIÓN
19
4.5.6 POSTCLORACIÓN
19
4.6 PARÁMETROS FISICO – FISICO – QUÍMICOS
20
4.6.1 PARÁMETROS FÍSICOS
20
4.6.2 PARÁMETROS FISICO – FISICO – QUÍMICOS
20
4.7 PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS 4.7.1
MÉTODO DE ANÁLISIS BACTERIOLÓGICO DEL AGUA
CAPÍTULO V MÉTODOS Y MATERIALES 5.1 RECOLECCION DE MUESTRA 5.2 NUMERO DE MUESTRAS 5.3 PROCESO METODOLOGICO 5.4 DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES 5.5 ANÁLISIS FÍSICOQUÍMICOS 5.5.1 ANÁLISIS POR COLORIMETRÍA 5.5.1.1 Determinación del Cloro libre 5.5.1.2 Determinación de pH 5.5.2 ANÁLISIS POR VOLUMETRÍA
22 22
23 23 23 23 24 24 24
3
5.5.2.1 Determinación de Dureza Total
24
5.5.2.2 Determinación de la Dureza Cálcica
25
5.5.2.3 Determinación de Dureza Magnésica
26
5.5.2.4 Determinación de la Alcalinidad
26
5.5.2.5 Determinación del Bióxido de Carbono
27
5.5.2.6 Determinación de Cloruros
28
5.5.2.7 Determinación de Materia Orgánica
30
5.6 ANÁLISIS BACTEREOLÓGICO 5.6.1 Determinación de Bacterias Coliformes totales y Coliformes fecales
31 31
5.6.1.1 Siembra del filtro para Coliformes Totales
31
5.6.1.2 Siembra del filtro para Coliformes fecales
31
5.6.2 Cálculo y Expresión de Resultados
CAPÍTULO VI RESULTADOS Y DISCUSIONES 6.1 PROMEDIO PROMEDIO DEL MONITOREO DIARIO DIARIO DEL ANALISIS ANALISIS DE CLORO LIBRE LIBRE Y pH 6.2 PROMEDIO MENSUAL DEL ANALISIS FISICOQUÍMICO 6.3 PROMEDIO DEL ANALISIS BACTEREOLOGICO 6.4 CONTROL DIARIO DE CLORO LIBRE Y pH EN EL RESERVORIO DE TORRE – TORRE – TORRE 6.5 GRAFICA DE CONTROL DIARIO DE pH EN EL RESERVORIO DE TORRE – TORRE – TORRE 6.6 GRAFICA DE CONTROL DIARIO DE CLORO LIBRE EN EL RESERVORIO DE TORRE – TORRE – TORRE 6.7 DISCUSIÓN DE RESULTADOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS
32
33 34 34 34 35 35 36 37 38 39 40
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RESUMEN En el presente informe de prácticas Pre-Profesionales que se realizó en la MUNICIPALIDAD MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE HUANCAYO EN EL ÁREA DE LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD DE AGUA POTABLE” se detalla el trabajo realizado y se reporta los datos obtenidos en plantas de tratamiento de Agua Potable de Torre Torre y Ocopilla, con sus respectivas redes de distribución. Este contenido por capítulos donde se describe la ubicación y distribución de los ambientes de la planta de tratamiento y se detalla los monitoreos de agua realizados en el cual se tomaron muestras de agua para el análisis de cloro libre y pH por el método de colorimetría en el mismo lugar de muestreo; los análisis fisicoquímicos fisicoquím icos se realizaron
en el laboratorio laborator io de agua de la Municipalidad
Provincial de Huancayo, la metodología empleada es el método de volumetría.. Así como el tratamiento y discusión de resultados obtenidos.
Los resultados obtenidos en los análisis fisicoquímicos f isicoquímicos se encontraron dentro de los límites máximos permisibles para el cloro libre 0,001 – 0,001 – 2,5 y para el pH 6,5 - 8,5 que son establecidas establecidas por entidades encargadas encargadas de de fiscalizar dicha calidad, calidad, esta la Dirección General de Saneamiento Ambiental (DIGESA), y estas fueron reportadas en el Laboratorio de calidad de agua potable.
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INTRODUCCIÓN
El agua potable es esencial e imprescindible para que la vida misma sea posible sobre la faz de la tierra, es mucho más que un bien, que un recurso, el agua potable es concretamente un derecho humano de primer orden ya que, muy probablemente, quien controle el agua controlará la economía y toda la vida en un futuro no tan lejano. Las medidas dirigidas a monitorear y controlar la calidad de agua, los cuales se fundamenta en aspectos como desinfección y dosificación óptima en la plantas de tratamiento de agua potable, contribuyen a un mejoramiento de la calidad de vida de los habitantes. Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 80% de las enfermedades se transmiten a través de agua contaminada Las practicas realizadas en el Laboratorio de Control de Calidad de Agua Potable de la Municipalidad Provincial de Huancayo que se encarga de realizar este trabajo de monitoreo y control el cual es supervisado POR la Dirección General de Saneamiento Ambiental (DIGESA) tiene como función primordial que se cumplan las normas establecidas por INDECOPI y el ministerio de salud .El procedimiento realizado, se diariamente
tomaron el caudal de ingreso, se monitoreó (cloro libre y pH) en los reservorios
y redes, así mismo se tomaron muestras
semanales para su respectivo análisis fisicoquímicos.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Monitorear y analizar en forma permanente los parámetros fisicoquímicos del agua potable suministrada por la Municipalidad Provincial de Huancayo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Monitorear en forma permanente el cloro libre y pH del agua potable de Torre – Torre y del Barrio de Ocopilla
Muestrear el cloro libre y pH del agua potable de Torre – Torre y del Barrio de Ocopilla.
Realizar los análisis fisicoquímicos del agua potable de Torre – Torre y del Barrio de Ocopilla.
Verificar que las mediciones cumplan con los límites máximos permisibles.
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CAPÍTULO I RESEÑA DE LA EMPRESA 1.1 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE DE TORRE – TORRE La planta de tratamiento de agua potable de Torre – Torre se encuentra ubicado en el departamento de Junín al este de la provincia de Huancayo, Barrio Túpac Amaru, la captación se encuentra ubicado en el paraje de Tanquis Cancha, a 2,235 Km de la planta de tratamiento, el muro de contención tiene una dimensión de 4,7 x 3,0 m.
1.1.1 LINEAS DE CONDUCCIÓN Con respecto a la línea de conducción, el agua es transportada a través de tubos de PVC de 6 pulgadas de diámetro, desde la captación hasta la planta de tratamiento.
1.1.2 MURO PERIMETRAL Se encuentra con murallas de tapia y adobes en algunas partes, las cuales se encuentran desgastadas por efecto de la lluvia por no contar con protección adecuada. La altura promedio es de 2m.
1.1.3 CAMARA ROMPE PRESIONES El objetivo principal es de reducir la presión con la llegada a la planta de tratamiento; ya que si el caudal es muy grande y no se reduce, provocaría un desembalse de la planta de tratamiento y provocando perjuicios en la planta, es por eso que es necesario reducir la presión cuando el caudal es muy elevado.
1.1.5 TANQUES DOSIFICADORES La planta de tratamiento cuenta con dos tanques dosificadores, de 1m 3 de capacidad cada uno los cuales encuentran revestidos con cemento.
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1.1.6 PLANTA DE TRATAMIENTO 1.1.6.1 HABITACIONES Se encuentra con cuatro ambientes de las cuales se realizan las actividades respectivas.
1.1.6.2 CASETA DE POST CLORACIÓN Su construcción es de material noble, en la actualidad no se encuentra operativo.
1.1.6.3 TANQUE DOSIFICADOR La planta cuenta con dos tanques dosificadores de 1m 3 de capacidad cada uno de las cuales están revestidas con cemento.
1.1.6.4 PRESEDIMENTADOR Y SEDIMENTADOR Se con dos unidades, cada uno con las siguientes medidas: 5,9 x 6,92m y 13,7 x 6,92m, con pisos rampas y canales de limpieza. Los sedimentadores presentan agrietamientos en las paredes laterales y en la base.
1.1.7 RESERVORIO Es de forma cilíndrica de capacidad de 1000m 3 que abastece todo Libertadores y parte de Ocopilla (la planicie); cuyas dimensiones son: diámetro de 20m y 3,5m de altura.
1.2 PLANTA DE TRATAMIENTO DE OCOPILLA La planta de tratamiento de Ocopilla se encuentra ubicado en el departamento de Junin al lado este de la provincia de Huancayo, barrio Ocopilla.
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1.2.1 CAPTACIÓN El lugar se captación se encuentra ubicado a 343,75m del reservorio con las dimensiones siguientes: 0,92 x 0,52 x 2,876m, aquí se reúne el agua proveniente de la filtraciones freáticas, aledañas al paraje Tanquis Cancha lado izquierdo, el caudal promedio en verano es de 4L/s y en invierno 34 L/s aproximadamente.
1.2.2 SEDIMENTADOR Se cuenta con un cercado provisional con parantes de concreto e hileras de alambre y púas, sus dimensiones son las siguientes: 8,40 X 3,4 X 2,0 cuya capacidad es de 48m 3 y su funcionamiento es normal en épocas de verano e invierno.
1.2.3 RESERVORIO Es de forma cilíndrica con capacidad de 1000m 3 que abastece todo Ocopilla, sus dimensiones son de diámetro 20m y 3,5m de altura.
1.3 LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD DE AGUA POTABLE El laboratorio de control de calidad del agua potable está ubicado en la Municipal de la Municipalidad Provincial de Huancayo, contando con materiales y reactivos para los diferentes análisis.
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CAPITULO II DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DE LA EMPRESA 2.1 MUESTREO DE AGUA POTABLE La toma de las muestras se deberá hacer siguiendo los procedimientos recomendados por el órgano de control ambiental del sitio en los méritos estándar nacionales o internacionales. En la toma de las muestras para los diferentes tipos de análisis se debe tomar las precauciones debidas para evitar contaminación de las muestras de agua que se ha de analizar. Los puntos que deben hacer un seguimiento continuo los practicantes son los puntos de la red que DIGESA considera critico, además los puntos por las diferentes redes de distribución son distintas dividiéndose de esta manera en dos bloques de lugares al que se va continuamente.
2.2. RECEPCION DE LAS MUESTRAS PROVENIENTES DE LOS PUNTOS DESIGNADOS POR DIGESA Los frascos con las muestras a analizar deberán contener en su rotulado lo siguiente:
Procedencia
Punto de muestreo
Fecha y hora de muestreo
Temperatura del agua
Nombre del muestreador
2.3 TOMA DE MUESTRAS PARA ANALISIS FISICO-QUIMICO La toma de muestra para su monitoreo instantáneo se lleva acabo de lunes a viernes en el horario que se menciona en el plan de trabajo Los días viernes se recogen muestras del reservorio, y sus redes (incluidas las piscinas) para analizarlos en el laboratorio de la Municipalidad Provincial de Huancayo. Las muestras se deben recoger en botellas de vidrios esterilizadas de por lo menos 1 L.
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Para la toma de muestra de agua de red se abrirá el grifo y se deja que el agua corra por lo menos 3 minutos de manera de tener purgada toda la cañería que llega desde el tanque. La muestra se lleva lo más antes posible al laboratorio para no cambiar las combinaciones del agua, se acepta hasta 48 horas como tiempo máximo que pueda haber entre el tiempo de recogida la muestra y la iniciación del análisis.
En los Tanques:
Primero se agita el contenido del tanque con el las herramientas adecuadas con el propósito de homogenizar el volumen del tanque.
Se debe tomar una muestra que represente a todo el volumen del tanque, esto se da al extraer dicha muestra del centro del tanque.
El siguiente paso es llenar el volumen adecuado al kit.
Echar los indicadores de Ortotoluidina y Rojo Fenol.
Realizamos la lectura y anotamos los datos para r eportar.
Los día viernes llevamos la muestras en botellas de vidrio esterilizadas para el análisis químico
En las Redes: De los grifos de agua, se deja salir el agua por espacio de dos o tres minutos, luego se toma la muestra para luego echar los indicadores de ortotoluidina y rojo fenol. Realizamos la lectura. Anotamos los datos para reportar. Los día viernes llevamos la muestras en botellas de vidrio esterilizadas para el análisis químico 2.4 PUNTOS DE MUESTREO CONSIDERADAS EN LA RED DE TORRE TORRE Granizos / nieve Av. Libertadores / San Martín Montecarlo / Jr. Triunfo Colonia / Independencia San Pedro / Taylor Comunero / Prolongación Ica
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2.5 PUNTOS DE MUESTREO CONSIDERADAS EN LA RED DE OCOPILLA Independencia / Llerena Sánchez Cerro / Andrés A. Cáceres Parque Peñaloza / Av. Esperanza Jardines / Álamos Pje. Gutarra / San Cristóbal 2.6. DIAGRAMA DE FLUJO DE TRATAMIENTO EN LOS RESERVORIOS Y REDES CAPTACION
PRESEDIMENTADOR
CLORO
PRESEDIMENTADOR
TANQUE DOSIFICADOR
TANQUE DOSIFICADOR
RESERVORIO TORRE-TORRE
RESERVORIO OCOPILLA
REDES
REDES
CLORO
2.7 REPORTE DE DATOS DE LAS LECTURAS DE LAS MUESTRAS Los datos se reportan en un cuaderno diariamente para llevar el control adecuado y los informes del tratamiento de datos semanales de la realización de análisis en el laboratorio (3 veces por semana) se archivan en un fólder para su respectivo control por parte de la Ingeniero encargado.
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CAPÍTULO III PLAN DE TRABAJO AREA: Control de calidad de agua potable para el consumo humano 3.1 PLAN DE TRABAJO DE MONITOREO (DE LUNES A VIERNES)
1. 2. 3. 4. 5. 6.
LUNES A VIERNES ACTIVIDADES HORARIO DE TRABAJO Ingreso 8:00 am Salida a monitoreos 8:15 am Monitoreo en reservorios 8:30 am Monitoreo en Redes 9:20 – 11:40 am Regreso 12:10 pm Reporte 12:10 - 12:30 pm
Los monitoreos son realizados por dos grupos, los cuales se intercalan los lugares de trabajo por semana (Barrio Torre –Torre – Barrio Ocopilla).
En caso que el lugar de trabajo sea Torre - Torre se realiza el monitoreo en las piscinas de Cerrito de la Libertad.
3.2 PLAN DE TRABAJO DE ANÁLISIS EN LABORATORIO(LUNES, MIÉRCOLES Y VIERNES)
1. 2. 3. 4. 5. 6.
LUNES, MIÉRCOLES Y VIERNES ACTIVIDADES HORARIO DE TRABAJO Ingreso 8:00 am Salida a monitoreos 8:15 am Toma Muestras: reservorio, 8:20 – 9:40 am redes, piscina Reporte 10:30 am Análisis fisicoquímico 10:30 – 1:00 pm Reporte de análisis (cálculos y 1:00 pm observaciones)
Los análisis fisicoquímicos se realizan con marchas experimentales.
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CAPÍTULO IV REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 4.1.
AGUA El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano. El ser humano no puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos.
4.2.
ESTRUCTURA DEL AGUA
La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. El ángulo entre los enlaces H-O-H es de 104'5º. El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace. El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones ), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.
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Por ello se dan interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces por puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes. Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro molécula unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas.
4.3.
PROPIEDADES DEL AGUA
Acción disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno. En el caso de las disoluciones iónicas los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.
Elevada fuerza de cohesión. Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático.
Gran calor específico. También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los puentes de hidrógeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante .
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Elevado calor de vaporización. Sirve el mismo razonamiento, también los puentes de hidrógeno son los responsables de esta propiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa. Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20º C y presión de 1 atmósfera. LAS FUNCIONES DEL AGUA: íntimamente relacionadas con las propiedades anteriormente descritas , se podrían resumir en los siguientes puntos: En el agua de nuestro cuerpo tienen lugar las reacciones que nos permiten estar vivos. Forma el medio acuoso donde se desarrollan todos los procesos metabólicos que tienen lugar en nuestro organismo. Esto se debe a que las enzimas (agentes proteicos que intervienen en la transformación de las sustancias que se utilizan para la obtención de energía y síntesis de materia propia) necesitan de un medio acuoso para que su estructura tridimensional adopte una forma activa.
4.4.
Gracias a la elevada capacidad de evaporación del agua, podemos regular nuestra temperatura, sudando o perdiéndola por las mucosas, cuando la temperatura exterior es muy elevada es decir, contribuye a regular la temperatura corporal mediante la evaporación de agua a través de la piel.
4.5.
NECESIDADES DIARIAS DE AGUA El agua es imprescindible para el organismo. Por ello, las pérdidas que se producen por la orina, las heces, el sudor y a través de los pulmones o de la piel, han de recuperarse mediante el agua que bebemos y gracias a aquella contenida en bebidas y alimentos. Es muy importante consumir una cantidad suficiente de agua cada día para el correcto funcionamiento de los procesos de asimilación y, sobre todo, para los de eliminación de residuos del metabolismo celular. Necesitamos unos tres
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litros de agua al día como mínimo, de los que la mitad aproximadamente los obtenemos de los alimentos y la otra mitad debemos conseguirlos bebiendo.
4.4 CLASIFICACION DE LAS AGUAS 4.4.1 Según su circunstancia
Agua de deshielo
Agua inherente – la que forma parte de una roca
Agua fósil
Agua dulce
Agua mineral – rica en minerales
Agua salobre ligeramente salada
Agua muerta – extraño fenómeno que ocurre cuando una masa de agua dulce o ligeramente salada circula sobre una masa de agua más salada, mezclándose ligeramente. Son peligrosas para la navegación.
Agua de mar Salmuera - de elevado contenido en sales, especialmente cloruro de sodio.
4.4.3 Clasificación según su estado físico
Hielo (estado sólido)
Agua (estado líquido)
Vapor (estado gaseoso)
4.4.4 Clasificación Según sus usos
Agua entubada
Agua embotellada
Agua potable – la apropiada para el consumo humano, contiene un valor equilibrado de minerales que no son dañinos para la salud.
Agua purificada – corregida en laboratorio o enriquecida con algún agente – Son aguas que han sido tratadas para usos específicos en la ciencia o la ingeniería. Lo habitual son tres tipos:
Agua destilada
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Agua de doble destilación Agua desionizada
4.4.5 Según la microbiología
4.6.
Agua potable
Agua residual
Agua lluvia o agua de superficie
Usos del agua
Esquema de clasificación de los diversos usos del agua.
19
4.5 PROCESOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA Para que el agua que captamos en embalses, pozos, lagos, etc. sea adecuada para el consumo humano, es necesario tratarla convenientemente para hacerla potable. Este proceso se denomina potabilización y se realiza en las plantas potabilizadoras. Existen diferentes métodos y tecnologías de potabilización, aunque todos ellos constan, mas o menos, de las siguientes etapas: 1. PRECLORACIÓN Y FLOCULACIÓN . Después de un filtrado inicial para retirar los fragmentos sólidos de gran tamaño, se añade cloro (para eliminar los microorganismos del agua) y otros productos químicos para favorecer que las partículas sólidas precipiten formando copos (flóculos). 2. DECANTACIÓN. En esta fase se eliminan los flóculos y otras partículas presentes en el agua. 3. FILTRACIÓN. Se hace pasar el agua por sucesivos filtros para eliminar la arena y otras partículas que aún pudieran quedar, eliminando a la vez la turbidez del agua. 4. CLORACIÓN Y ENVÍO A LA RED . Para eliminar los microorganismos más resistentes y para la desinfección de las tuberías de la red de distribución.
Fig. Plantas Potabilizadoras.
20
4.6 PARÁMETROS FISICO – QUÍMICOS Analizar el agua implica conocer los diferentes parámetros físicos, químicos y bacteriológicos presentes en ella. La calidad del agua está determinada por un conjunto de valores límites de las propiedades físicas, químicas y biológicas, de acuerdo a su procedencia y uso.
4.6.1 PARÁMETROS FÍSICOS Color, olor, sabor, turbulencia (NTU)
4.6.2 PARÁMETROS FISICO – QUÍMICOS Los principales parámetros físicos - químicos que se miden para determinar la calidad de agua son:
Conductividad ( S / cm )
Sólidos: (totales, suspendidos, disueltos), (filtrables, no filtrables), (residuo filtrable total, residuo no filtrable, residuo volátil).
Temperatura (ºC)
pH
Es un término universalmente usado para expresar la intensidad de la condición ácida o alcalina de una solución. Más exacto es la forma de expresar la concentración de iones hidrógeno. Un pH entre 0 y 7, indica solución ácida. La solución es más ácida cuanto menor de 7 sea el pH. Un pH entre 7 y 14, indica solución alcalina. La solución es más alcalina cuanto mayor de 7 sea el pH. Un pH igual a 7, indica que la solución es neutra. El pH debe ser controlado dentro de límites pequeños para los procedimientos químicos de coagulación, ablandamiento, desinfección control de corrosión y procesos biológicos del tratamiento de agua.
Alcalinidad
Es una medida de la cantidad total de sustancias alcalinas (OH -) presentes en el agua y se expresan como partes por millón de CaCO 3 equivalente.
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También se hace así porque puede desconocerse cuáles son los álcalis presentes, pero éstos son, al menos, equivalentes al CaCO 3 que se reporte. La actividad de un ácido o un álcali se mide mediante el valor de pH. En consecuencia, cuanto más activo sea un ácido, menor será el pH y cuanto más activo sea un álcali, mayor será el pH.
Dureza
La dureza del agua varía considerablemente de lugar a lugar. En general las aguas superficiales son más blandas que las aguas subterráneas. Las sustancias que producen dureza en el agua son los iones divalentes calcio, magnesio, estroncio, hierro y manganeso y los aniones bicarbonato, sulfato, cloruro, nitrato, silicato, entre otros. La dureza del agua releja la naturaleza de las formaciones geológicas con las cuales han estado en contacto. En el laboratorio, la dureza se expresa en términos del grado de dureza. . Aguas blandas
0 a 75 mg/L de CaCO 3
. Aguas moderadamente duras 75 a 150 mg/L de CaCO 3 . Aguas duras . Agua muy duras
150 a 300 mg/L de CaCO 3 Más de 300 mg/L de CaCO 3
Indicadores de contaminación bioquímica: Oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno (DBO) (mg/L), Demanda química de oxígeno (DQO) (mg/L), Aceites y grasas (mg/L).
Nutrientes: Nitratos (mg/L), Nitrógeno Orgánico.
Fosfatos, (mg/L) Cianuro, (mg/L) Amoniaco, (mg/L)
Metales pesados: (Fe, Al, Cu, Pb, Zn, Cr, Hg, SiO2, Mn, Ag, B, Br, CN, Mo, Ni, etc.) (mg/L).
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Ácido ascórbico, ácido cianúrico, cloro libre, cloro total, dióxido de cloro, cromo (hexavalente), Cromo VI rango alto, detergentes, fenoles, fluoruro, formaldehído, fósforo, glicoles, hidracina, hidróxido, hipoclorito, nitratos, nitritos rango alto, ozono, peróxido de hidróxido, yeso, yodo.
4.7 PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS Los principales contaminantes bacteriológicos en el agua forman la familia Enetrobacteriaceae que se encuentran ampliamente distribuidas en el medio ambiente. Las especies que lo integran son colonizadores normales del tracto intestinal del hombre y animales de sangre caliente. La familia Enterobacteriaceae se encuentra ampliamente distribuida en el medio ambiente. Las especies que la integran son colonizadores normales del tracto intestinal del hombre y animales de sangre caliente. 4.7.1
MÉTODO DE ANÁLISIS BACTERIOLÓGICO DEL AGUA.
Los principales métodos utilizados para aislar los microorganismos indicadores presentes en el agua, son el método de filtración por membrana (fm), el de tubos múltiples (tm) o el método del número más probable (nmp) así como las pruebas de presencia o ausencia.
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CAPÍTULO V MÉTODOS Y MATERIALES 5.1 RECOLECCION DE MUESTRAS La recolección de muestras se realiza diariamente y analizando las diversas variables fisicoquímicos. Esta muestra tiene que ser una parte representativa del material de estudio. 5.2 NUMERO DE MUESTRAS
Generalmente se trabaja con 5 muestras del barrio de Ocopilla la cual fue tomada de reservorio y redes y con 8 muestras del barrio de Torre-Torre la cual fue tomada de reservorio y redes 5.3 PROCESO METODOLOGICO
Método de análisis es volumétrico y colorímetro. 5.4
DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES El trabajo de control de la calidad del agua potable es de lunes a viernes donde se mide cloro residual y pH en los reservorios y redes teniendo en cuenta el caudal de ingreso en los reservorios. Se analiza tres veces por semana en el Laboratorio de control de calidad de agua potable el análisis fisicoquímico por el método de volumetría, obteniendo resultados óptimos que se encuentran en las normas técnicas de INDECOPI como se puede ver en los anexos.
5.5 ANÁLISIS FÍSICOQUÍMICOS
Se realiza este análisis por la vía clásica. 5.5.1 ANÁLISIS POR COLORIMETRÍA
5.5.1.1 Determinación del Cloro libre
Tomar 5 mL de muestra.
Agregar 3 gotas de ortotoluidina.
Al tornarse de amarillo se compara con los patrones estándares para saber con qué concentración se encuentra.
24
La lectura se realiza a los 5 segundos de agregado la ortotoluidina.
5.5.1.3 Determinación de pH Es muy importante en una Planta de Tratamiento contar con los medios para determinar el pH no solamente en las aguas crudas sino también en las tratadas, en las aguas crudas el pH tiene un valor óptimo en el cual se logra una mejor coagulación y en determinados casos, es conveniente ajustar este valor al punto requerido con la adición de un álcali, en las aguas tratadas se relacionan los valores del pH con los de alcalinidad para conocer mediante la curva de Barlís la calidad corrosiva o incrustante del agua. Así como la lectura que da un permite conocer la intensidad del calor o del frió, el valor real pH indica el grado de alcalinidad o acidez de una solución.
Tomar 5 mL de muestra.
Agregar 3 gotas de Rojo de Metilo.
Al tornarse rosado se compara con los patrones estándares para saber con qué concentración se encuentra.
La lectura se realiza a los 5 segundos de agregado el reactivo Rojo de Metilo.
Fig. Equipo de control
5.5.2 ANÁLISIS POR VOLUMETRÍA 5.5.2.1 Determinación de Dureza Total por titulación con EDTA La determinación de la dureza en aguas crudas sirve como Índice del grado de mineralización del agua y para saber la necesidad o conveniencia de incluir dentro de un tratamiento adicional para
25
eliminar o reducir hasta limites aceptables la cantidad de dureza originalmente presente.
a) Método La dureza total se determina mas exactamente, encontrando las cantidades de calcio y magnesio (a veces hierro y aluminio) por un método gravimétrico y calculando sus valores equivalente en CaCO3, también puede determinarse por el método del jabón, por el método del reactivo de soda (mas exacto que el anterior) o por el método mas moderno rápido y fácil como el de triple (solución equivalente de E.D.T.A)
b) Materiales
Matraces volumétricos de 100 mL.
1Soporte con pinzas para bureta.
1Matraces erlenmayer de 125 mL.
2 Pipetas de 10 mL.
2 Frascos goteros de 100 mL.
c) Reactivos
Solución de EDTA a 0,01 M (ver anexo B)
Indicador eriocromo negro T (ver anexo B)
Solución BUFFER (pH= 10) (ver anexo B)
d) Procedimiento
Tomar 10mL de muestra en un vaso de precipitación.
Adicionar 2 a 3 gotas de solución buffer (pH= 10).
Agregar una ñisca de ERIO CROMO NEGRO T (color vino).
Titular con EDTA a 0,01 N hasta que vire a vino azul.
e) Resultado de la dureza ppmCaCO3
Gasto EDTA xF EDTA V muestra
x1000
f) Rangos de Dureza total : 100ppm - Permisible - Admisible : 500ppm
26
5.5.2.2 Determinación de la Dureza Cálcica por titulación con EDTA El calcio imparte al agua propiedades de dureza y cuando está presente con alcalinidad o sulfato puede causar incrustaciones. Una pequeña cantidad de carbonato de calcio es deseable en el agua para el uso doméstico, porque protege a la tubería.
a) Método En el análisis de calcio la muestra es tratada con NaOH a 4 N. Para obtener un pH de 12 a 13, lo cual produce la precipitación del magnesio en forma de Mg(OH) 2. Enseguida se agrega el indicador murexida que forma un complejo de color rosa con el ion calcio y se procede a titular con solución de EDTA hasta la aparición de un complejo color purpura. La dureza magnésica se obtiene por diferencia de la dureza total menos la dureza cálcica.
b) Materiales
2 matraces volumétricos de 1000 mL.
1 soporte con pinzas para bureta.
2 matraces erlenmayer de 125 mL.
1 pipeta de 10 mL.
2 frascos goteros de 100 mL.
c) Reactivos
Solución de EDTA a 0,01 N (ver anexo B)
Indicador de murexida (ver anexo B)
Solución de NaOH 4N (ver anexo B)
d) PROCEDIMIENTO
Tornar 10mL de la muestra examen en un vaso de precipitación.
Agregar 3 gotas de la solución de NaOH 4N. Para producir un pH de 12 a 13.
Agregar 0,2g del indicador murexida (toma un color rosa naranja).
27
Si el calcio está totalmente ausente, se produce color púrpura.
Titular con la solución de EDTA hasta que el color naranja vire a púrpura. Este color debe ser estable si se añade una o dos gotas adicionales.
e) Cálculos ppmCaCO3
Gasto
EDTA
xF EDTA
V muestra
x1000
5.5.2.3 Determinación de Dureza Magnésica Se halla por la diferencia de los resultados, en el cálculo de la dureza total y la dureza cálcica. 5.5.2.4 Determinación de Alcalinidad La Alcalinidad en el agua tanto natural como tratada, usualmente es causada por la presencia de iones carbonatos (CO 3=) y bicarbonatos (HCO 3-), asociados con los cationes Na +, K+ Ca+2 y Mg+2. La alcalinidad de una muestra de agua es su capacidad para reaccionar o neutralizar iones hidrógeno (H +), hasta un valor de pH igual a 4,5. Hidróxidos (OH- ), Aguas naturales, residuales e industriales Bicarbonatos (HCO 3- ), Aguas naturales y residuales Carbonatos (CO32-), Aguas naturales y residuales La alcalinidad en el agua se expresa como la concentración equivalente de iones hidroxilo, en mg/L o como la cantidad equivalente de CaCO 3, en mg/L. a) Método La alcalinidad se determina por titulación de la muestra con una solución valorada de un ácido fuerte como el H 2SO4 a 0,02 N, usando una solución alcohólica de fenolftaleína y una acuosa de anaranjado de metilo como indicadores sucesivos. b) Materiales
28
1 Vasos de precipitación de 250 mL.
1 Bureta de 50 mL.
2 Pipeta de 20 mL.
1 soporte universal
c) Reactivos
Solución madre de H 2SO4 0,1 N (ver anexo B)
Solución de H 2SO4 0,02 N (ver anexo B)
Indicador de fenolftaleína (C 2OH14O4) (ver anexo B)
Indicador anaranjado de metilo (ver anexo B)
d) Procedimiento
Tomar 10 ml de la muestra en un vaso de precipitación.
Añadir 3 gotas de anaranjado de metilo (torna color amarillo).
Titular con el H2SO4 al 0,02N hasta que vire a un color naranja.
e) Cálculos
ppmCaCO3
Gasto H SO xF H SO 2
4
V muestra
2
4
x1000
f) Rangos de Alcalinidad 120-400ppm.
5.5.2.5 Determinación del Bióxido de Carbono El resultado de su análisis sirve para el control de la corrosividad que el agua
puede estar ejerciendo sobre las tuberías de
conducción. El bióxido de carbono nos indica en cierta forma el grado de acidez que contiene la calidad de un agua.
a) Método Titulando con NaOH 0,0227 N, teniendo como indicador una solución alcohólica de fenolftaleína, determinaremos el CO 2.
29
b) Materiales
1 Matraces volumétricos de 100 mL.
1 Soporte con pinzas para bureta
1 Bureta de 25 mL.
2 Pipeta de 5 mL.
2 Gotero
1 Matraces Erlenmeyer de 125 mL.
c) Reactivos
Solución madre de NaOH 1N
Solución de NaOH a 0,0227 N
Indicador de fenolftaleína
d) Procedimiento
Se toma 25mL de agua en examen.
Adicionar 3 gotas de indicador de fenolftaleína.
Titular con NaOH (de incoloro pasa a un color rosa pálido).
e) Cálculos ppmCO2 Gasto NaOH x 40
f) Rangos de CO2 El rango de CO2 debido a bicarbonatos se admite hasta 200 ppm.
5.5.2.6 Determinación de cloruros Aunque la determinación de cloruros es de importancia significativa en el control de proceso común de una planta de tratamiento, si es de importancia cuando se trata de controlar un
30
fuente subterránea que esta expuesta a recibir acuíferos salobres. Prácticamente no existe agua natural, que no contenga cloruros, puede ser de origen natural o derivados de contaminación de fuentes subterráneas, sales regadas en los campos con fines agrícolas, residuos animales, afluentes de industrias como las mismas plantas de ablandamiento en las que se usa el NaCl (sal común), refinerías, pozos petrolíferos, etc.
a) Método Se utiliza el método Morh, en el cual los cloruros se determinan por titulación (en la muestra neutra o ligeramente alcalina) con una solución estandarizada de AgNO 3 y en presencia de KCrO 4 como indicador. Los cloruros se precipitan cuantitativamente primero cono AgCl, dando un precipitado de color blanco; la adición de KCrO 4 hace que una vez precipitado todos los cloruros, comiencen a precipitarse (por un ligero exceso de AgNO 3) los cromatos como cromato de plata, que tienen un color rojizo; de acuerdo a las siguientes reacciones: NaCl AgNO3 AgCl NaNO3 K 2 CrO4
2 AgNO3 Ag 2 CrO4
2 KNO3
b) Materiales
3 Matraces volumétricos de 100 mL.
1 Soporte con pinzas para bureta.
1 Bureta de 25 mL.
1 Pipeta de 5 mL.
2 Matraces Erlenmeyer de 125 mL.
1 Gotero
b) Reactivos
Solución de AgNO 3 de 0,0141 N (ver anexo B)
Indicador de KCrO 4 (ver anexo B)
31
c) Procedimiento
Tomar 10 mL de muestra en un vaso de precipitación.
Agregar 3 gotas de K 2CrO4 (solución amarilla).
Titular con solución de AgNO 3 al 0,0141N hasta virar a un rojo ladrillo o ligeramente rojo.
d) Cálculos ppmCl
Gasto AgNO3 xF AgNO3 x35.45 x10
d) Rango de Cloruros
Rango permisible: 200ppm.
Rango admisible: 600ppm
5.5.2.7 Determinación de Materia Orgánica Su determinación se realiza para evaluar y controlar el grado de contaminación del agua cruda o tratada. La materia orgánica se debe a la descomposición o degradación de todo elemento orgánico, se debe eliminar lo máximo posible en las Plantas de Tratamiento.
a) Método Se mide la cantidad de oxigeno absorbido a partir del KMO 4 en caliente en medio acido por 30 min, también en caliente en medio alcalino por 30 min. b) Materiales
1 Matraz erlenmeyer de 250 mL
1 Bureta de 100 mL.
2 Pipeta de 10 mL
Equipo de baño maría
c) Reactivos:
KMnO4 a 0,0125 N (ver anexo B)
32
Agregar H2SO4 1:3 (ver anexo B)
NH4C2O4 a 0,0125 N (ver anexo B)
d) Procedimiento:
Se toma 100mL de muestra (agua de análisis).
Agregar 10 mL de KMnO 4 (0,0125)
Agregar 10mL de H 2SO4 de 1:3 (torna de color morado).
Colocar en baño María durante media hora tomando el tiempo a partir de 80ºC.
Adicionar 10mL NH 4C2O4 de 0,0125N se torna color incoloro.
Calentar por espacio de 30 minutos si persiste El color añadir H2SO4 hasta que desaparezca.
Titular con KMnO 4 0,0125(vira a rosa pálido).
d) Resultado: ppmO2
Gasto KMnO4 xF KMnO4
Se admite hasta 2,5ppm.
5.6 ANÁLISIS BACTEREOLÓGICO 5.6.1 Determinación de Bacterias Coliformes totales y Coliformes fecales (método de filtración por membrana) Este método se basa en la filtración de una muestra para concentrar células viables sobre la superficie de una membrana y transferirlas a un medio de cultivo apropiado, para posteriormente contar el número de unidades formadoras de colonias (UFC) desarrolladas después de la incubación.
5.6.1.1 Siembra del filtro para Coliformes Totales Se utiliza medio agar ENDO en cajas Petri al tamaño de los filtros. Con pinzas estériles colocar el filtro directamente sobre el agar. Invertir las placas e incubar por 20-22 horas a 35 ± 0,5°C. 5.6.1.2 Siembra del filtro para Coliformes fecales
Filtrar 100 a 200 mL en el caso de agua potable.
33
El volumen a filtrar depende de la turbiedad. En este caso se recomienda que la muestra se analice por duplicado filtrando por ejemplo 50 mL en cada membrana.
Para aguas contaminadas es necesario diluir previamente las muestras para facilitar el recuento de colonias.
El número ideal de colonias en el filtro es de 20 a 80.
El equipo de filtración debe estar esterilizado a 121°C/15’.
Debiendo estar estéril entre muestra y muestra.
El procedimiento de filtración consiste en pasar por medio de vacío la muestra de agua a través de una membrana de celulosa de 0,45 micras y 47 mm de diámetro.
Con una pinza estéril se retira la membrana de la unidad de filtración y se coloca sobre la placa de agar o almohadilla embebida con caldo m-FC.
El tiempo de filtración no debe exceder de 30 minutos.
Incubar las placas 24 horas a 44,5°C en posición invertida en una incubadora de alta humedad o sumergidas en Baño María a la misma temperatura.
5.6.2 CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS Los resultados de la densidad de coliformes fecales determinados por el método de filtración de membrana se reportan como “coliformes fecales por 100 mL” Cálculo
La membrana idealmente seleccionada para efectuar el recuento es aquella que posee menos de 200 colonias.
34
CAPÍTULO VI RESULTADOS Y DISCUSIONES 6.1. PROMEDIO DEL MONITOREO MENSUAL DE CONTROL DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE:
6.1.1. REPORTE DEL PROMEDIO DEL MONITOREO DE Cl2 y pH EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO TORRE TORRE: MES JULIO Tabla 6.1. Reporte Del Promedio Del Monitoreo De Cl 2 Y Ph MES JULIO 29 30 31 32 33 34 35
PRESEDIMENTADOR SEDIMENTADOR RESERVORIO AV. TAYLOR JR. GRANIZOS JR. NIEVES JR. MONTECARLO
pH 7.6 7.6 7.6 7.4 7.2 7.4 7.2
Cl2 4.0 2.0 1.5 1.0 1.0 1.0 1.5
Caudal (L/s)
30.5L/s
6.1.2. REPORTE DEL PROMEDIO
DE PARÁMETROS FÍSICO – QUÍMICOS PRESEDIMENTADOR, SEDIMENTADOR, RESERVORIO Y REDES:MES DE JULIO
Tabla 6.2. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos N° de Muestra MES JULIO MES JULIO MES JULIO Lugar Olor Color Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm Dureza Cálcica ppm Dureza Magnésica
PRESEDIMENTADOR
SEDIMENTADOR
RESERVORIO
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
15
15
15
30
20
30
6
4
6
106.5
142
142
60
60
70
50
40
30
35
ppm Dureza Total ppm Materia Orgánica ppm
110
100
100
0.5
0.5
0.3
Tabla 6.3. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos N° de REDES REDES REDES REDES Muestra Lugar AV. TAYLOR JR. JR. NIEVES JR. GRANIZOS MONTECARLO Olor Característico Característico Característico Característico Color
Característico Característico Característico
Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm Dureza Cálcica ppm Dureza Magnésica ppm Dureza Total ppm Materia Orgánica ppm
Característico
15
15
15
15
35
35
30
40
10
10
8
15
142
71
53.5
71
70
60
80
60
30
50
40
40
100
110
120
100
0.5
0.4
0.3
0.5
6.1.3. REPORTE DEL PROMEDIO DEL MONITOREO DE Cl2 y pH EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO TORRE TORRE: MES JULIO Tabla 6.4. Reporte Del Promedio Del Monitoreo De Cl 2 Y Ph
29 30
MES JULIO pH PRESEDIMENTADOR 7.4 SEDIMENTADOR 7.4
Cl2 4.0 2.0
Caudal (L/s)
36
31 32 33 34 35
RESERVORIO AV. TAYLOR JR. GRANIZOS JR. NIEVES JR. MONTECARLO
7.4 7.6 7.6 7.6 7.6
2.0 1.0 1.5 1.0 1.0
25.6 L/s
6.1.4. REPORTE DEL PROMEDIO
DE PARÁMETROS FÍSICO – QUÍMICOS PRESEDIMENTADOR, SEDIMENTADOR, RESERVORIO Y REDES:MES DE JULIO
Tabla 6.5. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos N° de Muestra Lugar Olor Color
MES JULIO
MES JULIO
PRESEDIMENTADOR
SEDIMENTADOR
RESERVORIO
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
15
15
15
30
20
30
8
4
6
106.5
142
142
Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm
MES JULIO
Dureza Cálcica 60 60 70 ppm Dureza Magnésica 40 50 30 ppm Dureza Total 100 110 100 ppm Materia 0.5 0.5 0.3 Orgánica ppm Tabla 6.6. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos N° de Muestra Lugar
REDES
REDES
REDES
REDES
AV. TAYLOR
Olor
JR. JR. NIEVES JR. GRANIZOS MONTECARLO Característico Característico Característico Característico
Color
Característico Característico Característico
Característico
37
Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm Dureza Cálcica ppm Dureza Magnésica ppm Dureza Total ppm Materia Orgánica ppm
15
15
15
15
33
35
25
40
10
8
8
10
71
142
53.5
142
60
60
90
60
40
50
30
40
100
110
120
100
0.5
0.4
0.3
0.5
6.1.5. REPORTE DEL PROMEDIO DEL MONITOREO DE Cl2 y pH EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO TORRE TORRE: MES AGOSTO Tabla 6.7. Reporte Del Promedio Del Monitoreo De Cl 2 Y Ph
29 30 31 32 33 34 35
MES AGOSTO pH PRESEDIMENTADOR 8.0 SEDIMENTADOR 7.6 RESERVORIO 7.6 AV. TAYLOR 7.2 JR. GRANIZOS 7.2 JR. NIEVES 7.4 JR. MONTECARLO 7.2
Cl2 4.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Caudal (L/s)
31.5 L/s
6.1.6. REPORTE DEL PROMEDIO
DE PARÁMETROS FÍSICO – QUÍMICOS PRESEDIMENTADOR, SEDIMENTADOR, RESERVORIO Y REDES:MES DE AGOSTO Tabla 6.8. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos
38
N° de Muestra Lugar Olor Color
MES AGOSTO
MES AGOSTO
MES AGOSTO
PRESEDIMENTADOR
SEDIMENTADOR
RESERVORIO
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
15
15
15
30
20
30
6
4
6
106.5
142
142
Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm
Dureza Cálcica 60 60 70 ppm Dureza Magnésica 40 50 30 ppm Dureza Total 100 110 100 ppm Materia 0.5 0.5 0.3 Orgánica ppm Tabla 6.9. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos N° de Muestra Lugar
REDES
REDES
REDES
REDES
Olor
JR. JR. NIEVES JR. GRANIZOS MONTECARLO Característico Característico Característico Característico
Color
Característico Característico Característico
Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm Dureza Cálcica ppm Dureza Magnésica ppm Dureza Total ppm
AV. TAYLOR
Característico
15
15
15
15
33
35
25
40
10
8
8
10
71
142
53.5
142
60
60
90
60
40
50
30
40
100
110
120
100
39
Materia Orgánica ppm
0.5
0.4
0.3
0.5
6.1.7. REPORTE DEL PROMEDIO DEL MONITOREO DE Cl2 y pH EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO TORRE TORRE: MES SETIEMBRE Tabla 6.10. Reporte Del Promedio Del Monitoreo De Cl 2 Y Ph MES SETIEMBRE pH PRESEDIMENTADOR 8.0 SEDIMENTADOR 7.6 RESERVORIO 7.6 AV. TAYLOR 7.2 JR. GRANIZOS 7.2 JR. NIEVES 7.4 JR. MONTECARLO 7.2
29 30 31 32 33 34 35
Cl2 4.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Caudal (L/s)
31.5 L/s
6.1.8. REPORTE DEL PROMEDIO
DE PARÁMETROS FÍSICO – QUÍMICOS PRESEDIMENTADOR, SEDIMENTADOR, RESERVORIO Y REDES:MES DE SETIEMBRE
Tabla 6.11. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos N° de Muestra Lugar Olor Color Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm
MES JULIO
MES JULIO
MES JULIO
PRESEDIMENTADOR
SEDIMENTADOR
RESERVORIO
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
15
15
15
30
20
30
6
4
6
106.5
142
142
40
Dureza Cálcica 60 60 70 ppm Dureza Magnésica 40 50 30 ppm Dureza Total 100 110 100 ppm Materia 0.5 0.5 0.3 Orgánica ppm Tabla 6.12. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos N° de Muestra Lugar
REDES
REDES
REDES
REDES
Olor
JR. JR. NIEVES JR. GRANIZOS MONTECARLO Característico Característico Característico Característico
Color
Característico Característico Característico
Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm Dureza Cálcica ppm Dureza Magnésica ppm Dureza Total ppm Materia Orgánica ppm
AV. TAYLOR
Característico
15
15
15
15
33
35
25
40
10
8
8
10
71
142
53.5
142
60
60
90
60
40
50
30
40
100
110
120
100
0.5
0.4
0.3
0.5
6.1.9.
REPORTE DEL PROMEDIO DEL MONITOREO DE Cl 2 y pH EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO TORRE TORRE: MES OCTUBRE
41
Tabla 6.13. Reporte Del Promedio Del Monitoreo De Cl 2 Y Ph MES OCTUBRE pH PRESEDIMENTADOR 8.0 SEDIMENTADOR 7.6 RESERVORIO 7.6 AV. TAYLOR 7.2 JR. GRANIZOS 7.2 JR. NIEVES 7.4 JR. MONTECARLO 7.2
29 30 31 32 33 34 35
Cl2 4.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Caudal (L/s)
31.5 L/s
6.1.10.
REPORTE DEL PROMEDIO DE PARÁMETROS FÍSICO – QUÍMICOS PRESEDIMENTADOR, SEDIMENTADOR, RESERVORIO Y REDES:MES DE OCTUBRE Tabla 6.14. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos
N° de Muestra Lugar Olor Color
MES OCTUBRE
MES OCTUBRE
MES OCTUBRE
PRESEDIMENTADOR
SEDIMENTADOR
RESERVORIO
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
Característico
15
15
15
30
20
30
6
4
6
106.5
142
142
Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm
Dureza Cálcica 60 60 70 ppm Dureza Magnésica 40 50 30 ppm Dureza Total 100 110 100 ppm Materia 0.5 0.5 0.3 Orgánica ppm Tabla 6.15. Reporte Del Promedio De los Parámetros Físico – Químicos N° de Muestra
REDES
REDES
REDES
REDES
42
Lugar
AV. TAYLOR
Olor
JR. JR. NIEVES JR. GRANIZOS MONTECARLO Característico Característico Característico Característico
Color
Característico Característico Característico
Temperatura (°C) Alcalinidad (CO3ppm) Bicarbonatos (CO2ppm) Cloruro ppm Dureza Cálcica ppm Dureza Magnésica ppm Dureza Total ppm Materia Orgánica ppm
Característico
15
15
15
15
33
35
25
40
10
8
8
10
71
142
53.5
142
60
60
90
60
40
50
30
40
100
110
120
100
0.5
0.4
0.3
0.5
6.1.11.
GRAFICO N°1: CONTROL DIARIO DE pH EN LAS REDES DE TORRE – TORRE (MES DE OCTUBRE)
GRAFICA pH vs Dias 10 8 6 H p
PH vs DIAS 4
LCS
2
LCI
0 0
10
20
30
40
Dias
Donde:
43
LCS LCI
8.5 6.5
6.1.12.
GRAFICO N°2: CONTROL DIARIO DE CLORO LIBRE EN LAS REDES DE TORRE – TORRE (MES DE OCTUBRE)
GRAFICA CL2 vs DIAS 3.5 3 2.5 2 L C
2 CL2 vs dias 1.5 LCS 1 LCI 0.5 0 0
5
10
15
20
25
30
DIAS
LCS LCI
3.0 0.5
44
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La mayoría de los valores del Cloro residual obtenidos en el monitoreo de agua potabilizada en la red de Torre Torre, registran concentraciones dentro del límite permisible, entre 0,5 y 3.0 ppm. De ahí que la concentración del cloro es muy variable dependiendo la hora a la cual es tomada la muestra, por lo general a tempranas horas las concentraciones son elevadas por efecto del suministro teniendo a volatilizarse al transcurrir el tiempo.
Los valores de pH varían de acuerdo a la dosificación del Hipoclorito ya que el valor es interferido a altas concentraciones por el cloro residual, además se debe tener en cuenta que el agua para consumo humano debe tener un pH entre 6.5 y 8.5 (según la OMS, EPA e INDECOPI) y podemos decir que los valores de pH obtenidos en el monitoreo de agua registran valores de 7.6 y 6.8, por lo tanto este parámetro cumple con los limites permisibles.
con respecto a los Análisis Físico – Químico:
Materia Orgánica: Todos los reportes presentan la Materia Orgánica dentro
del Límite Permisible.
Alcalinidad: El análisis Físico – Químico nos da resultados en el intervalo de
25 a 50ppm, esto nos indica que el agua tiene un comportamiento moderadamente amortiguada. Lo recomendable es que la alcalinidad del agua sea ligeramente alcalina (alrededor de 94ppm)
Dureza Total: Las Normas Técnicas del INDECOPI 214.003 – 85,
establecen que la Dureza Total del agua debe ser menor de 500 mg/L. El análisis fisicoquímico de las muestras nos da el resultados en el intervalo de 100 a 120ppm lo cual esta dentro de los limites permisibles.
Cloruros: Los valores de cloruros obtenidos de las redes no sobrepasan los
valores admitidos (250 mg/L) por las Normas Técnicas del INDECOPI y parámetros de calidad según referencias de la OMS Y EPA para la Calidad del agua Potable.
Bicarbonatos: los valores de bicarbonatos nos dan resultados de intervalos
de 6 a 12 ppm, dentro del límite permisible, por lo tanto, el agua con respecto a este parámetro es permisible.
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CONCLUSIONES
Se monitoreo en forma permanente la calidad de agua potable tanto de Reservorio como en redes, (Torre Torre y Ocopilla); servicio que brinda la Municipalidad Provincial de Huancayo, encontrando un pH mínimo de 6,8 y un máximo de 8,2 y el cloro libre se encontró como mínimo de 0.3 y un máximo de 3.
Se Muestreó el cloro libre y pH del agua potable diariamente en Torre – Torre y en el Barrio de Ocopilla, encontrando un pH mínimo de 6,8 y un máximo de 8,0 y el cloro libre se encontró como mínimo de 0.5 y un máximo de 3.
Se realizo los análisis fisicoquímicos respectivos, obteniendo los siguientes resultados:
Se determinó que el agua suministrada por la Municipalidad Provincial de Huancayo, están dentro de los rangos permisibles, según las normas de calidad de agua para el consumo humano.
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RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar el monitoreo tanto en redes como en los reservorios tanto en la mañana como en la tarde diariamente.
Se recomienda la compra de reactivos y materiales de acuerdo a las necesidades de los practicantes.
Se recomienda realizar con mayor frecuencia el mantenimiento y limpieza de los
sistemas de captación y de las unidades hidráulicas, a fin de
mejorar la calidad de agua potable principalmente en el tiempo de lluvia ya que varía en los límites permisibles según las normas de calidad indicada por INDECOPI.
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BIBLIOGRAFÍA 1. ANDRES CORCINO ROJAS QUINTO, “Manual de análisis de agua”,1º edición, editorial Alkindi, derechos reservados-Perú 2005. 2. WALTER J. WEBER JR: “CONTROL DE CALIDAD DE AGUAS PROCESOS FISICO-QUÍMICOS” EDITORIAL REVERTE S.A. 3. JACINTO FLORES BRAVO ”Guías para la calidad de agua potable”, volumen 12º edición, Organización mundial de la salud GINEBRA-1995.ç 4. Norma técnica Peruana. NTP 214.003-2000, AGUA PARA EL CONSUMO HUMANO, comisión de reglamentos técnico y comerciales INDECOPI,2º EDC. Lima-Perú, 2000 5. Weber J. Walter. CONTROL DE CALIDAD DEL AGUA PROCESOS FISICOQUÍMICOS. Editorial Reverte S.A., 1979 6. Snoeyink, Vernon L. – Jenkins, David. QUÍMICA DEL AGUA . México: Editorial Limusa S.A., 1987.
DIRECCIONES ELECTRONICAS 7. www.cnnet.upr.edu/newsite/page27-es.php - 27k 8. www.tratamientodeaguas.com 9. www.potabilizaciondeaguaspotables.com
48
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ANEXO A PREPARACIÓN DE SOLUCIONES 1. ETILENDIAMINO TETRACETICO (EDTA) El EDTA (PM = 372,24546 = 1M) 372,24546 g EDTA X
1M 0,01M
Se prepara solución 0,01M pesando 3,722 g, se disuelve en 800 mL de agua destilada. Se titula con la solución valorada de calcio, ajustando para que 10 mL sea igual a 1 mg de CaCO3.
2. SOLUCIÓN INDICADOR ERICROMO NEGRO T Disolver 0,5g y 4,5g de clorhidrato de hidroxilamina en 100mL de etanol. Pesar 5g y se disuelve en 100mL de alcohol metílico. Pesar 0,5 g y se disuelve en 100g de NaCl . También se usa puro.
3. SOLUCIÓN INDICADOR MUREXIDE Pesar 0,5 g de reactivo en 100g de NaCl . También se puede usar puro.
4. SOLUCIÓN TAMPÓN, REGULADORA O BUFFER pH 10
Se obtiene pesando 6,75g de cloruro de amonio cristalizado previamente secado a 80°C y 57mL de hidróxido de amonio de densidad igual a 0,88 se agita y se afora a 100mL de agua bidestilada. También se prepara disolviendo 70g (67,5) de cloruro de amonio puro en 570mL de hidróxido de amonio NH 4 OH .15 F (densidad = 0,88) y diluir a 1L con agua bidestilada. pH 12 : se prepara solución NaOH 2N.
5. PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN NORMAL DE H 2 SO4 1N Eq – g H 2 SO4 = 49g
50
El ácido sulfúrico químicamente puro denominado solución madre o solución stock, es de una concentración de 96% (en peso), su densidad o peso específico es 1,84. Conociendo esos datos que se encuentran en la etiqueta, procedemos a calcular el volumen que debemos tomar. Si 100g de este ácido contienen 96g de H 2 SO4 , para tener los 49,04g que se necesita: 49,04
0,96
51, 08g
Pero como es más fácil medir el ácido que pesarlo, calculamos el volumen correspondiente: V
peso
peso
específico
51, 08 1,84
27,76 mL
de
ácido
Tomar este volumen y aforar a 1000mL con agua destilada. De esta manera tenemos solución 1N de H 2 SO4 .
6. SOLUCIÓN DE Na 2 CO3 0,1 N Disolver 0,53g de Na 2 CO3 en agua destilada y aforar a 100mL. 7. SOLUCIÓN H 2 SO4 1:3 Tomar 250mL de H 2 SO4 cc y se afora a 1000mL de agua destilada 8. SOLUCIÓN H 2 SO4 0,1N Diluir 0,27mL de H 2 SO4 en agua destilada y aforar a 100mL. 9. SOLUCIÓN H 2 SO4 0,02N Diluya 200mL de la solución de H 2 SO4 a 0,1 N a 1000mL de agua destilada libre de CO2 y titule en la solución de Na 2CO3 a 0,02N.
10. SOLUCIÓN DE FENOFTALEÍNA AL 0,25% Disolver 5g de fenolftaleína (C20H9404) en 500mL de etanol etílico o isopropolico al 95% y cuando complete la disolución agregar 50 mL de agua destilada.
11. SOLUCIÓN AgNO3 0,01N Disolver 1,689g de AgNO3 en agua destilada y aforar a 1000mL.
51
12. SOLUCIÓN AgNO3 0,0141N Disolver 2,396g de AgNO3 en agua destilada y aforar a 1000mL de agua destilada.
13. SOLUCIÓN DE NaCl 0,01N Disolver 0,5846g de NaCl secado a 110°C durante 2h en agua destilada y aforar a 1000mL.
14. K 2CrO4 Pesar 50g de K 2 CrO4 diluir en un poco de agua destilada y agregar AgNO3 hasta la formación de un precipitado rojo ladrillo, dejar reposar 12 horas y filtrar, el filtrado diluir en 1000mL de agua destilada.
15. NaOH/44 o 0,0227N Tomar 23mL de NaOH a 1N se afora a 1000mL de agua destilada.
16. NaOH 1N Se disuelve 40g de NaOH y se diluye en un litro de agua destilada. 17. KMnO4 a 1 N Se diluye 0,316g de esta sal y se diluye en 1000mL de agua destilada.
18. FACTOR KMnO4 0,0125N Tomar 20 mL ( NH 4 ) 2 C 2 O4 a 0,0125N, agregar 3mL de H 2 SO4 1:3; titular en caliente con KMnO4 a 0,0125N. FACTOR=(20)/mL gasto KMnO4 0,0125N 19. ANARANJADO DE METILO Disolver 0,5g de anaranjado de metilo (CH 3 ) 2 N .C 2 H 4 N : NC 6 H 4 SO3 Na en 1000mL de agua destilada. 20. ORTOTOLIDINA Disolver 1,35g de bicloruro de ortotolidina en 500mL de agua destilada con agitación constante.
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ANEXO C REQUISITOS FISICOQUÍMICOS Y MICROBIOÓGICOS PARA AGUA POTABLE (NORMA TECNICA INDECOPI 213.003)
PARAMETROS UNIDADES FISICOQUÍMICOS Constituyentes inorgánicos Arsénico mg/L Bario mg/L Cadmio mg/L Cromo total mg/L Cianuro mg/L Plomo mg/L Mercurio mg/L Nitrato mg/L Selenio mg/L Constituyentes Orgánicos Extractable Cc13 mg/L Sustancias activas al azul de mg/L metileno Fenol mg/L Compuestos que afectan la calidad estética y organoléptica Valor máx. recomendable Turbiedad: Agua tratada con filtración: Agua sin proceso de filtración: Color verdadero Olor y sabor Residuos totales mg/L pH Dureza CaCO3 mg/L Sulfatos SO4 + mg/L Cloruros Cl- mg/L Fluoruro F- mg/L Sodio Na+ mg/L Aluminio Al + mg/L Cobre Cu + mg/L Hierro Fe + mg/L Manganeso Mn + mg/L Calcio Ca2+ mg/L Magnesio Mg2+ mg/L Zinc Zn + mg/L PARAMETROS MICROBIOLÓGICOS Y BIOLÓGICOS Recuento de aeróbicos mesófilos Coliformes totales Coliformes fecales
AGUA POTABLE 0,05 1,00 0,005 0,05 0,1 0,05 0,001 45 0,01 0,1 Negativo a espuma, olor, sabor 0,1 Valor máx. admisible
3 NTU
5 NTU 15 NTU 15 UC Inofensivos a la mayoría de los consumidores 500 6,5 – 8,5 200 250 400 250 1,5 100 0,2 1 0,3 0,1 75 30 5
UNIDADES
VALORES PERMISIBLES
UCF/mL NMP/ 100mL NMP/ 100mL
500 Ausencia Ausencia
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