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Contenido
INTRODUCCIÓN.....................................................................................................2
METODOLOGÍA.......................................................................................................2
OBJETIVO GENERAL:............................................................................................7
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:................................................................................7
MARCO TEORICO...................................................................................................7
RIO ARZOBISPO..................................................................................................7
TURBIEDAD.........................................................................................................8
CONDUCTIVIDAD..............................................................................................10
CONDUCTIVIDAD DEL AGUA...........................................................................10
MEDIDA DE CALIDAD DE AGUA: EL PH..........................................................12
TEMPERATURA.................................................................................................13
SÓLIDOS TOTALES...........................................................................................16
SOLIDOS SEDIMENTABLES.............................................................................16
SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES (SDT)...........................................................17
SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (SST).....................................................18
RESULTADOS.......................................................................................................18
ANALISIS...............................................................................................................18
CONCLUSIONES...................................................................................................18
CUESTIONARIO....................................................................................................18
BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................20
TABLA DE FIGURAS
Figura 1 caracterización físico química del rio arzobispo........................................9
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Figura 2 turbiedad del agua..................................................................................10Figura 3 conductividad .........................................................................................12Figura 4 pH ...........................................................................................................14Figura 5 ................................................................................................................15Figura 6 papel filtro................................................................................................16Figura 7 crisol........................................................................................................16Figura 8.................................................................................................................17
TABLA DE FOTOGRAFÍAS
Fotografía 1 tomada por Lorena Rubiano..............................................................14Fotografía 2 tomada por Lorena Rubiano..............................................................16Fotografía 3 tomada por Lorena Rubiano..............................................................17Fotografía 4 tomada por Lorena Rubiano..............................................................22Fotografía 5 tomada por Daniela Delgado.............................................................23
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INTRODUCCIÓN
A continuación explicaremos el procedimiento que será utilizado en la práctica de laboratorio, en donde se analizara parámetros fisicoquímicos de una muestra de agua recogida en la quebrada Arzobispo, ubicada en el barrio Teusaquillo de la ciudad de Bogotá, el cual es mayormente afectado por la presencia de indigentes en la zona ecológica y los vertimientos de aguas residuales por parte de las viviendas que limitan el río.
En el proceso se estudiara la muestra de agua y se buscara determinar parámetros fisicoquímicos como turbiedad, tipos de solidos que se encuentran presentes, pH y conductividad, con el fin de esclarecer una fuente de fija que sea la causante de la contaminación que posee el cuerpo de agua que hemos escogido para el proyecto que expondremos a lo largo del semestre.
METODOLOGÍA
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OBJETIVO GENERAL:
● Evaluar los parámetros fisicoquímicos del agua residual del canal arzobispo en la localidad de Teusaquillo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
● Identificar la contaminación del agua del canal arzobispo, esta generada por el vertimiento de las aguas residuales de las viviendas que limitan con este.
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● Determinar los sólidos totales, los sólidos suspendidos totales, los sólidos sedimentables y los sólidos disueltos totales; encontrados en el agua residual del canal arzobispo.
MARCO TEORICO
RIO ARZOBISPO
El rio Salitre, nace con el nombre de quebrada Arzobispo, al oriente de la Avenida Circunvalar, en el Parque Nacional. Allí, sus cristalinas aguas y cascadas son decoradas por una espesa vegetación. En este punto, la SDA tiene dispuesta una estación de monitoreo de la calidad del agua.
Entre la Carrera 7ª y la Circunvalar, la basura y algunos vertimientos empiezan a deteriorar las cristalinas aguas del Arzobispo. En el recorrido se visualizaron zapatos, plásticos y hasta ropa interior. El barrio El Paraíso vierte sus aguas residuales en este río, al igual que los baños del Parque Nacional.
La entidad dividió al Salitre en cuatro tramos para realizar su visita. El primero comprendido entre el nacimiento del Arzobispo y la carrera 7ª, el segundo entre la 7ª y la Carrera 30, el tercero desde la 30 hasta la Calle 80, y finalmente entre la 80 y la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) El Salitre. Este río recorre las localidades de Usaquén, Suba, Chapinero, Barrios Unidos, Engativá y una pequeña porción de Teusaquillo.
Comenzando el segundo tramo, de la limpia y cristalina quebrada Arzobispo vista metros arriba no queda nada. A esta altura el río es totalmente canalizado, y recibe a varios indigentes, quienes disponen sus cambuches bajo la carrera 13 y la Avenida Caracas, arrojando desperdicios al canal.
La gran mayoría del recorrido, que duró aproximadamente 10 horas, la lluvia no permitió establecer si los interceptores y alivios construidos por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado estaban funcionando efectivamente. El Salitre tiene un
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área de drenaje de 13.964 hectáreas, localizada en el sector centro - norte del Distrito Capital.
Figura 1 caracterización físico química del rio arzobispo tomada de la página web (http://portfolios.uniandes.edu.co/gallery/33272757/Analisis-Historico-Rio-Arzobispo)
TURBIEDAD
La turbidez es la expresión de la propiedad óptica de la muestra que causa que los rayos de luz sean dispersados y absorbidos en lugar de ser transmitidos en línea recta a través de la muestra.
La turbiedad en el agua puede ser causada por la presencia de partículas suspendidas y disueltas de gases, líquidos y sólidos tanto orgánicos como inorgánicos, con un ámbito de tamaños desde el coloidal hasta partículas macroscópicas, dependiendo del grado de turbulencia. En lagos la turbiedad es debida a dispersiones extremadamente finas y coloidales, en los ríos, es debido a dispersiones normales.
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La eliminación de la turbiedad, se lleva a cabo mediante procesos de coagulación, asentamiento y filtración.
La medición de la turbiedad, en una manera rápida que nos sirve para saber cuándo, cómo y hasta qué punto debemos tratar el agua para que cumpla con la especificación requerida.
La turbiedad es de importante consideración en las aguas para abastecimiento público por tres razones:
Estética: Cualquier turbiedad en el agua para beber, produce en el consumidor un rechazo inmediato y pocos deseos de ingerirla y utilizarla en sus alimentos.
Filtrabilidad: La filtración del agua se vuelve más difícil y aumenta su costo al aumentar la turbiedad.
Desinfección: Un valor alto de la turbidez, es una indicación de la probable presencia de materia orgánica y microorganismos que van a aumentar la cantidad de cloro u ozono que se utilizan para la desinfección de las aguas para abastecimiento de agua potable.
Figura 2 turbiedad del agua
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Fotografía 1 tomada por Lorena Rubiano
CONDUCTIVIDAD
La corriente eléctrica resulta del movimiento de partículas cargadas eléctricamente y como respuesta a las fuerzas que actúan en estas partículas debido a un campo eléctrico aplicado. Dentro de la mayoría de los sólidos existe un flujo de electrones que provoca una corriente, y a este flujo de electrones se le denomina conducción electrónica. En todos los conductores, semiconductores y en la mayoría de los materiales aislados se genera conducción electrónica; la conductividad eléctrica depende en gran medida del número de electrones disponibles para participar en el proceso de conducción. La mayoría de los metales son buenos conductores de electricidad, debido al gran número de electrones libres que pueden ser excitados en un estado de energía vacío y disponible.
En el agua y materiales iónicos o fluidos puede generarse el movimiento de una red de iones cargados. Este proceso produce corriente eléctrica y se denomina conducción iónica.
La conductividad eléctrica se define como el radio entre la densidad de corriente (J) y la intensidad eléctrica del campo (e) y es opuesta a la resistividad (r, [W*m]):
s = J/e = 1/r
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La plata tiene la mayor conductividad de todos los metales: 63 x 106 S/m.
CONDUCTIVIDAD DEL AGUA
Agua pura es un buen conductor de la electricidad. El agua destilada ordinaria en equilibrio con dióxido de carbono en el aire tiene una conductividad aproximadamente de 10 x 10-6 W-1*m-1 (20 dS/m). Debido a que la corriente eléctrica se transporta por medio de iones en solución, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentración de iones. De tal manera, que la conductividad cuando el agua disuelve compuestos iónicos.
Conductividad en distintos tipos de aguas:
Agua Ultra Pura 5.5 • 10-6 S/m
Agua potable 0.005 – 0.05 S/m
Agua del mar 5 S/m
Figura 3 conductividad tomada de la pagina web
(http://cidta.usal.es/cursos/agua/modulos/Practicas/Electricidad/montaje1.gif)
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Fotografía 2 tomada por Lorena Rubiano
MEDIDA DE CALIDAD DE AGUA: EL PH
La calidad del agua y el pH son a menudo mencionados en la misma frase. El pH es un factor muy importante, porque determinados procesos químicos solamente pueden tener lugar a un determinado pH. Por ejemplo, las reacciones del cloro solo tienen lugar cuando el pH tiene un valor de entre 6,5 y 8.
El pH es un indicador de la acidez de una sustancia. Está determinado por el número de iones libres de hidrógeno (H+) en una sustancia.
La acidez es una de las propiedades más importantes del agua. El agua disuelve casi todos los iones. El pH sirve como un indicador que compara algunos de los iones más solubles en agua.
El resultado de una medición de pH viene determinado por una consideración entre el número de protones (iones H+) y el número de iones hidroxilo (OH-). Cuando el número de protones iguala al número de iones hidroxilo, el agua es neutra. Tendrá entonces un pH alrededor de 7.
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Fotografía 3 tomada por Lorena Rubiano
Figura 4 pH tomada de la pagina web (http://paradisetropicalfish.com.sv/wp-content/uploads/2015/11/17.jpg)
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TEMPERATURA
La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se producen una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.
La medida
El instrumento utilizado habitualmente para medir la temperatura es el termómetro. Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son los más populares; se basan en la propiedad que tiene el mercurio, y otras sustancias (alcohol coloreado, etc.), de dilatarse cuando aumenta la temperatura. El líquido se aloja en una burbuja -bulbo- conectada a un capilar (tubo muy fino). Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande por el capilar, así, pequeñas variaciones de su volumen resultan claramente visibles.
Escalas
Actualmente se utilizan tres escalas para medir al temperatura, la escala Celsius es la que todos estamos acostumbrados a usar, la Fahrenheit se usa en los países anglosajones y la escala Kelvinde uso científico.
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Figura 5 tomada de la pagina web(http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/phase2.html)
Papel de Filtro
Para la filtración clásica en el sector del laboratorio Hahnemühle ofrece filtros de línteres de algodón, celulosa, fibras de vidrio y de cuarzo. Gracias a su alta y constante pureza, con los productos se consiguen siempre resultados fiables y reproducibles en los procesos analíticos. Los métodos de ensayo estandarizado e individual garantizan, además, un alto grado de control, así como la observancia de las especificaciones. Se garantiza la rastreabilidad de los lotes desde el producto final hasta las materias primas individuales. Para las diversas aplicaciones se tienen a disposición superficies lisas, cresponadas o granuladas, el peso alcanza de los 60 g/m² hasta los 800 g/m². Propiedades adicionales tales como el color o aditivos en el papel, permiten aplicaciones individuales.
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Figura 6 papel filtro
Crisol
Es una cavidad en los hornos de los que recibe el metal fundido. El crisol es un aparato que normalmente está hecho de grafito con cierto contenido de arcilla y que puede soportar elementos a altas temperaturas, ya sea el oro derretido o cualquier otro metal, normalmente a más de 500 °C.
El crisol de porcelana es un material de laboratorio utilizado principalmente para calentar, fundir, quemar, y calcinar sustancias.
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Figura 7 crisol tomada de la página web laboratorio químico
SÓLIDOS TOTALES
Los sólidos totales es la expresión que se aplica a los residuos de material que quedan en un recipiente después de la evaporación de una muestra y su consecutivo secado en estufa después de la evaporación de una muestra y su consecutivo secado en estufa a una temperatura definida de 103 a 105.
Figura 8 tomada de química de los alimentos
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SOLIDOS SEDIMENTABLES
Sólidos sedimentables es la cantidad de material que sedimenta de una muestra en un período de tiempo. Pueden ser determinados y expresados en función de un volumen (mL/L) o de una masa (mg/L), mediante volumetría y gravimetría respectivamente.
Fotografía 4 tomada por Lorena Rubiano
SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES (SDT)
Los sólidos disueltos totales (SDT) comprenden las sales inorgánicas (principalmente de calcio, magnesio, potasio y sodio, bicarbonatos, cloruros y sulfatos) y pequeñas cantidades de materia orgánica que están disueltas en el agua. Los SDT presentes en el agua de consumo proceden de fuentes naturales, aguas residuales, escorrentía urbana y aguas residuales industriales. Las sales empleadas en algunos países para eliminar el hielo de las carreteras también contribuyen a aumentar el contenido de SDT en el agua de consumo. Debido a las diferentes solubilidades de diferentes minerales, las concentraciones de SDT en el agua varían considerablemente de unas zonas geológicas a otras. No se dispone de datos fiables sobre posibles efectos para la salud asociados a la ingestión de SDT presentes en el agua de consumo y no se propone ningún valor de referencia basado en efectos sobre la salud. No obstante, la presencia de concentraciones
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altas de SDT en el agua de consumo puede resultar desagradable para los consumidores.
Fotografía 5 tomada por Daniela Delgado
SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (SST)
Corresponde a la cantidad de material (sólidos) que es retenido después de realizar la filtración de un volumen de agua. Es importante como indicador puesto que su presencia disminuye el paso de la luz a través de agua evitando su actividad fotosintética en las corrientes, importante para la producción de oxígeno.
RESULTADOS
ANALISIS
1) Turbidez: Según los estudios de la página lenntech creada por la universidad técnica de Delft, en los Países Bajos. Dice que Según la OMS, la turbidez del agua para consumo humano no debe superar en ningún caso las 5 NTU, y estará idealmente por debajo de 1 NTU. De acuerdo a este análisis podemos decir que la turbidez del canal arzobispo es demasiada alta para el consumo humano. Ya que se encuentra muy contaminada.
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2) Conductividad: Los estudios de la Escuela de Bonsái echo por Antoni Payeras. Nos indican que la conductividad de agua potable esta de rango entre 50 a 100. Los estudios realizados por Antoni nos dicen que el agua del canal arzobispo tendría NaOH en mucha mayoría ya se estaría contaminando de CIH. El agua no es apta para el consumo humano.
3) p.h: Según el trabajo realizado en la Escuela de Bonsái echo por Antoni Payeras. El pH de las aguas naturales esta entre 6 – 8. Debido a eso podríamos decir que nuestra muestra de agua es de aguas naturales ya que cumple con el rango establecido para ello.
4) Temperatura: Se toma en el estado de ambiente el cual este.5) Solidos suspendidos: Según el resumen de la página bligoo. Los sólidos
suspendidos causan una turbiedad en el agua y reducen la luz solar. En el cuerpo de agua debido a las altas concentraciones de solidos suspendidos se producen animales como larvas entre otras. Esto sucede más que nada por actividad antropogenica, según esto la muestra realizada en ello es muy contaminada.
6) Solidos disueltos: Los estudios realizados por la Escuela de Bonsái echo por Antoni Payeras. Nos dice que el agua potable estaría en 500 ppm como máximo, la muestra del arzobispo da muy bajo, lo que se cataloga que no tenía tanda disolvencia.
7) Solidos sedimentables: Es el volumen en el cual tomamos del cono de inhoff para cuantos solidos se asientan en el fondo de este. Se mira cuantos solidos se encontraban en el agua tomada del rio arzobispo.
8) Solidos totales: se hizo la formula donde: A: peso de residuo seco + vaso, gr. B: Peso de vaso gr.La fórmula es:Solidos totales Mg/L: ((A-B) x 1000/ volumen de muestra) x 1000Se remplaza y daría:Solidos totales Mg/L: ((0.0632gr + 18.9770gr – 18.9770gr) x 1000/ 100ml) x 1000 Mg/L: ((19.0402gr – 18.9770gr) x 1000/ 100ml) x 1000 Mg/L: ((0.0632) x 1000/ 100ml) x 1000 Mg/L: (0.632) x 1000 Mg/L: 632 Mg
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CONCLUSIONES
El agua residual del canal arzobispo es un agua con vertimiento de aguas residuales domésticas y aguas residuales no tratadas del alcantarillado, a pesar de esto la muestra analizada anteriormente no presenta una gran concentración de solidos totales, sedimentables y disueltos. Se evidencia la presencia de macro-organismos como las pulgas de agua y otros sin identificar, estos tienen algunas consecuencias sobre el agua residual.
El agua residual no fue tomada de la parte con mayor contaminación del canal arzobispo.
CUESTIONARIO
1. ¿Qué información nos proveen las determinaciones de sólidos disueltos de cuerpos de agua dulce naturales y de aguas usadas de origen industrial?
RTA: Los sólidos disueltos son la cantidad de sales y residuos orgánicos, estos solidos disueltos pueden afectar la calidad del agua en varias formas. En los sistemas de agua dulce se utiliza para medir la salinidad. En las aguas residuales ayuda a determinar la cantidad de la carga contaminante.
2. ¿Cómo pueden afectar altas concentraciones de sólidos disueltos la transmisión de luz visible a través de la columna de agua y el patrón de absorción diferencial de los largos de onda que integran el espectro visible?
RTA: Entre más cantidad de solidos suspendidos y solidos disueltos menor es la cantidad de luz en el cuerpo de agua lo cual afecta la identificación de las zonas con capacidad fotosintética.
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3. ¿Por qué es importante determinar sólidos en un agua residual y qué indica su presencia?
RTA: Las aguas residuales son el resultado de la utilización del agua para distintos fines, según su lugar de origen presentan diferentes características fisicoquímicas, también presentan diferentes materias en suspensión y disueltas que alteras sus propiedades, por esta razón es necesario la determinación de ellos para elegir su mejor tratamiento.
4. ¿Cómo se determinan los sólidos totales fijos y volátiles?
Los sólidos fijos son el residuo de los sólidos totales, disueltos o suspendidos, después de llevar una muestra a sequedad durante un tiempo determinado a 550°C. La pérdida de peso por ignición son los sólidos volátiles. No es posible distinguir totalmente entre la materia orgánica y la inorgánica debido a que algunas sales minerales se descomponen o volatilizan.
Descripción de la metodología analítica
Recolección, preservación y almacenaje de muestras:
Las muestras deben recolectarse en frascos plásticos o de vidrio y refrigerarse inmediatamente. Realizar el análisis lo antes posible, y en caso de requerirse almacenamiento, hacerlo a temperatura £ 6°C por un tiempo máximo de 7 días.
Equipos y materiales:
los utilizados en las determinaciones de sólidos totales, suspendidos y disueltos
Mufla
Procedimiento:Las condiciones ambientales no son críticas para la realización de este ensayo.
Selección de la metodología: definir la fracción (totales, disueltos o suspendidos) sobre la cual quieren determinarse los sólidos volátiles.
Proceder según la IE correspondiente para la preparación del filtro o la cápsula de evaporación, pero cambiando el calentamiento a 103 ó 180°C, por incineración en mufla a 550°C durante una hora. Guardar la cápsula o el filtro en desecador y pesar inmediatamente antes de utilizarlo (peso A).
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Determinar la fracción deseada según la IE correspondiente. Registrar el peso de la cápsula o el filtro más el residuo, una vez secado a 103 ó 180°C (peso B).
Incinerar el residuo obtenido a 550°C durante 15 minutos. Dejar la cápsula o el filtro, según sea el caso, al aire hasta que disminuya
algo su temperatura y luego depositarlo dentro del desecador hasta que alcance la temperatura ambiente.
Pesar el filtro o la cápsula y registrar los datos. Repetir las etapas hasta que la diferencia con la pesada previa sea < 4% ó
< 0.5 mg (seleccionar el valor que resulte menor). Anotar el peso del filtro o la cápsula (peso C).
Cálculos y presentación de resultados
mg sólidos volátiles/L = [ (B - C) X 1000] / volumen muestra (mL)
mg sólidos fijos/L = [ (C - A) X 1000] / volumen muestra (mL)
Dónde: A: Peso del filtro o la cápsula vacía (en mg) B: Peso del filtro o la cápsula + residuo seco, antes de ignición (en mg) C: Peso del filtro o la cápsula + residuo seco, después de ignición (en g)
Resultados inferiores a 10 mg/L se reportarán con una cifra decimal, los restantes se redondearán a la unidad. Los resultados inferiores a 1 mg/L deben informarse como “< 1 mg/L”.
Control de calidad del método Realizar una muestra por duplicado por cada lote de diez o menos muestras. La precisión (expresada como coeficiente de variación), no debe exceder 5%.
BIBLIOGRAFÍA
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