CONDUCTIVIDAD DEL AGUA DE DIFERENTES ORÍGENES DE LA INDUSTRIA 1.
INTRODUCCIÓN La conductividad del agua es la capacidad para transportar una corriente eléctrica. Depende de la concentración total de las sustancias disueltas ionizadas y de la temperatura a la que se realiza la determinación. En el sistema internacional, la unidad de la conductividad es Siemens/m. El agua fresca tiene una conductividad de 0.5 – 2 μS/cm y aumenta, según el período de almacenamiento, por absorción de CO 2 y NH3 a valores de 2 – 4 – 4 μS/cm. La pureza del agua destilada y desmineralizada puede controlarse fácilmente mediante la determinación de la conductividad. La experiencia indica que el producto del valor de la conductividad en μS/cm por un factor que
oscila entre 0.55 y 0.7, es igual al contenido de SD (sólidos disueltos) en mg/L. El factor depende de los iones en solución y de la temperatura. Así, para agua salina o de calderas: SD(mg/L) = μS/cm x 0.70 Para agua con alcalinidad cáustica o acidez mineral: SD(mg/L) = μS/cm x 0.55
Efecto de la temperatura sobre la conductividad Al igual ocurre en un conductor metálico, la conductividad de una solución dependerá de la temperatura de la misma, por ejemplo para el caso de una solución 0,1M de KCl se observa lo siguiente: Tabla 1.1. Medida de conductividad en una solución 0.1M de KCl a diferentes temperaturas Temperatura (°C) 19 20 21
Conductividad (S xcm-1) 0.01143 0.01167 0.01191
Índice de Calidad del Agua El Índice de calidad de agua propuesto por Brown es una versión modificada del “WQI” que fue desarrollada por La Fundación de Sanidad Nacional de EE.UU. (NSF), que en un esfuerzo por idear un sistema para comparar ríos en varios lugares del país, creo y diseño un índice estándar llamado WQI (Water Quality Index) que en español se conoce como: INDICE DE CALIDAD DEL AGUA (ICA). Este índice es ampliamente utilizado entre todos los índices de calidad de agua existentes siendo diseñado en 1970, y puede ser utilizado para medir los cambios en la calidad del agua en tramos particulares de los ríos a través del tiempo, comparando la calidad del agua de diferentes tramos del mismo río además de comparar lo con la calidad de agua de diferentes 1
ríos alrededor del mundo. Los resultados pueden ser utilizados para determinar si un tramo particular de dicho río es saludable o no. Para la determinación del “ICA” interviene 9 parámetros, los cuales son: • Coliformes Fecales (en NMP/100 mL) • pH (en unidades de pH) • Demanda Bioquímica de Oxí geno en 5 días (DBO5 en mg/ L) • Nitratos (NO3 en mg/L) • Fosfatos (PO4 en mg/L) • Cambio de la Temperatura (en ºC) • Turbidez (en FAU) • Sólidos disueltos totales (en mg/ L) • Oxigeno disuelto (OD en % saturación)
Tabla 1.2 Propuesta de Índices de Calidad Ambiental para Agua (ICA-Agua) por la DGCRHANA (Dirección de Gestión de Calidad de los Recursos Hídricos de La Autoridad Nacional del Agua) LIGERAMENTE CONTAMINADA CONTAMINADA 1 2 3 4 5 La calidad del La calidad del La calidad del La calidad del agua La calidad del agua permite agua no permite agua no permite no permite cuatro o agua no permite todos los tipos de un tipo de uso; las dos o tres tipos de cinco tipos de uso; seis o más tipos de ÍNDICES uso; las concentraciones uso; las las concentraciones uso; las DE concentraciones promedias anuales concentraciones promedias anuales concentraciones CALIDAD promedias anuales de un o más promedias anuales de un o más promedias anuales DEL de ningún parámetros de un o más parámetros exceden de un o más AGUA parámetro exceden los parámetros los Estándares de parámetros exceden los Estándares de exceden los Calidad Ambiental exceden los Estándares de Calidad Ambiental Estándares de para agua de cuatro Estándares de Calidad para agua de una Calidad Ambiental o cinco categorías. Calidad Ambiental Ambiental para categoría. para agua de dos o para agua de seis o agua. tres categorías más categorías. EXCELENTE
2.
MUY BUENA
BUENA
MUY CONTAMINADA 6 La calidad del agua no permite ningún tipo de uso; las concentraciones promedias anuales de un o más parámetros exceden los Estándares de Calidad Ambiental para agua de todas las categorías
PROCEDIMIENTO Se procedió a tomar medidas de conductividad y sólidos disueltos en muestras de agua de distinta procedencia con un conductímetro de laboratorio, que se calibró previamente con agua destilada y desmineralizada.
Figura 1. Conductímetro de laboratorio calibrado
2
3.
DATOS EXPERIMENTALES Tabla 3.1. Medidas de conductividad, temperatura y sólidos disueltos de diferentes muestras de agua
MUESTRAS
ORIGEN
1
Agua de pozo Agua ablandada 1° etapa Agua ablandada 2° etapa Purga
2 3 4
4.
CONDUCTIVIDAD 1191
SÓLIDOS DISUELTOS (ppm) -
1488
-
25.2
1467
-
24.2
3020
1723
23.9
(μS/cm)
Temperatura (°C) 23.7
RESULTADOS 4.1. Dependencia de la cantidad de sólidos disueltos en función de la conductividad Con SD(mg/L) = μS/cm x 0.55 Tabla 4.1. Datos de sólidos disueltos y conductividad de diferentes muestras de agua MUESTRAS CONDUCTIVIDAD (μS/cm) 1191 1 1488 2 1467 3 3020 4
SÓLIDOS DISUELTOS (ppm) 655.1 818.4 806.9 1723.0
2000 1800
) 1600 m p p 1400 ( S O1200 T L E U1000 S I D 800 S O D 600 I L Ó S 400
muestra 4 1723 muestra 2 818.4
muestra 1 655.05
muestra 3 806.85
200 0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
CONDUCTIVIDAD (μS/cm)
Gráfica 4.1 Sólidos disueltos (ppm) en función de la conductividad (μS/cm)
3
5.
DISCUSIONES
6.
CONCLUSIONES
7.
La cantidad de sólidos suspendidos aumentan con el incremento de la conductividad del medio, en este caso del agua, esto ocurre porque la conductividad es un parámetro que mide la movilidad de los iones que se encuentran en la disolución, y a mayor concentración de estos, la movilidad reforzará la conductividad y viceversa. Asimismo, la conductividad depende directamente de la temperatura de la fuente, ya que a mayor temperatura, la movilidad de los iones disueltos aumentará debido a una mayor disponibilidad de energía. El comportamiento de la cantidad de sólidos disueltos de la muestra 3 no es el esperado ya que en una operación de ablandamiento los SD de entrada son menores que los de salida, esto debido a que para mantener la electroneutralidad, cada ion de Ca 2+ o Mg2+ es reemplazado por 2 de Na +, incrementando la cantidad de iones y por lo tanto la conductividad y los SD. Esto se debe principalmente, a que el segundo ablandador de donde se tomó la muestra 3, necesita una reposición o reemplazo de resinas.
Los sólidos suspendidos presentes en una muestra tienen una relación directa con la temperatura, así como con la conductividad. La medida de la conductividad permite el conocimiento de otros parámetros, como la cantidad de sólidos disueltos, y esta es la base de los análisis en tratamiento de agua que son importantes en la industria así como en salud pública.
BIBLIOGRAFÍA
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