Instructor: Ing. Luis Gomez Quispe

SEMESTREIII - 2017

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ADMINISTRACION DE EMPRESA

OPERACIONES INDUSTRIALES

SEMANA 13 : AGUAS INDUSTRIALES

Inst. Ing. Luis Gomez Quispe

OBJETIVO GENERAL

Al término de la sesión el aprendiz,

será capaz de identificar, los tipos

de agua que se utiliza en la

industria.

FUNDAMENTOS

DUREZA DEL AGUA

SALES DE CALCIO Y MAGNESIO

Se denomina dureza del agua a la concentración de compuestos

minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en

particular sales de magnesio y calcio. El agua denominada

comúnmente como “dura” tiene una elevada concentración de dichas

sales y el agua “blanda” las contiene en muy poca cantidad.

La unidad de medida de la dureza que se utiliza más habitualmente

son los grados hidrométricos franceses (º H F), y el cálculo de este

parámetro responde a la siguiente fórmula:

(mg/l Ca x 2.5 + mg/l Mg x 4.2) /10

¿CÓMO SE GENERA LA DUREZA DEL AGUA?

La presencia de sales de magnesio y calcio en el agua

depende fundamentalmente de las formaciones geológicas

atravesadas por el agua de forma previa a su captación. Las

aguas subterráneas que atraviesan acuíferos carbonatados

(calizas) son las que presentan mayor dureza y dichos

acuíferos están formados por carbonatos de calcio y

magnesio.

Las aguas subterráneas procedentes de acuíferos con

composición eminentemente silicatada (p.e. granitos) dan

lugar a un agua blanda, es decir, con cantidades muy bajas

de sales de calcio y magnesio.

¿EN QUÉ INFLUYE LA DUREZA DEL

AGUA EN NUESTRO DÍA A DÍA?

Un efecto muy visible en aguas de distinta dureza

(un agua “dura y un agua “blanda”) es su diferente

comportamiento ante la adición de jabón. En

presencia de la misma cantidad de jabón, la

aparición de espuma es mucho menor si se trata

del agua “dura”, ya que el calcio y el magnesio

reaccionan con los compuestos que forman el

jabón y dejan de ser efectivos, con la consiguiente

necesidad de añadir más cantidad de jabón si nos

encontramos en este extremo.

El efecto más conocido en lugares en los

que el agua de abastecimiento presenta

una elevada dureza es la formación de

incrustaciones calcáreas (comúnmente

denominadas como cal).

¿EN QUÉ INFLUYE LA DUREZA DEL AGUA

EN NUESTRO DÍA A DÍA?

¿EN QUÉ INFLUYE LA DUREZA DEL AGUA

EN NUESTRO DÍA A DÍA?

Es importante conocer la dureza del agua de abastecimiento

de nuestra localidad, ya que ese dato nos permite ajustar el

funcionamiento de determinados electrodomésticos que

ofrecen dicha posibilidad (sobre todo lavadoras y

lavavajillas).

Esta regulación previa del aparato permitirá que se operen

cambios en el funcionamiento del mismo en función del

valor seleccionado y de este modo se compensen los

efectos negativos que un agua de elevada dureza puede

provocar, con el consiguiente mejor funcionamiento y mayor

duración del electrodoméstico.

Medidas de la dureza del agua

Las medidas de dureza o grado hidrotimétrico del agua son: mg CaCO3/l o

ppm de CaCO3. Miligramos de carbonato cálcico (CaCO3) en un litro de

agua; esto es equivalente a ppm de CaCO3.

•Grado alemán (Deutsche Härte, °dH). Equivale a 17,9 mg CaCO3/l de

agua.

•Grado americano. Equivale a 17,2 mg CaCO3/l de agua.

•Grado francés (°fH). Equivale a 10,0 mg CaCO3/l de agua.

•Grado inglés (°eH) o grado Clark. Equivale a 14,3 mg CaCO3/l de agua.

Clasificación de la dureza del agua (º H F):

<7: agua muy blanda

7-14: agua blanda

14-32: agua de dureza intermedia

32-54: aguadura

> 54: agua muy dura

Tipos de

aguamg/l °fH ºdH ºeH

Agua

blanda≤17 ≤1.7 ≤0.95 ≤1.19

Agua

levemente

dura

≤60 ≤6.0 ≤3.35 ≤4.20

Agua

moderada

mente

dura

≤120 ≤12.0 ≤6.70 ≤8.39

Agua dura ≤180 ≤18.0 ≤10.05 ≤12.59

Agua muy

dura>180 >18.0 >10.05 >12.59

Clasificación de la dureza del agua

Eliminación de la dureza

La dureza total del agua se compone de una dureza

transitoria y de una dureza permanente.

•La dureza transitoria, o dureza originada por los

carbonatos. es determinada por los carbonatos

hidrogenados y se puede eliminar hirviendo el agua; en esta

operación se desprende el CO2 y se precipita el CaC03.

•La dureza permanente, o dureza originada por los sulfatas,

es determinada por los sulfates disueltos en el agua y solo

puede ser eliminada químicamente. Añadiendo sosa se

flocula el calcio, el cual se recolecta luego en el fango del

fondo del calentador para ser purgado por el grifo

respectivo.

El sulfato sódico que se forma es fácilmente

soluble; el dióxido carbónico ataca la chapa del

calentador cuando supera un grado determinado

de concentración ("ácido carbónico agresivo"). Un

proceso para la eliminación de la dureza del agua,

es la descalcificación de ésta mediante resinas de

intercambio iónico. Lo más habitual es utilizar

resinas de intercambio catiónico que intercambian

iones sodio por los iones calcio y magnesio

presentes en el agua.

El procedimiento a base de sosa y cal es uno de los más

difundidos y consiste en adi¬cionarle al agua cal apagada y

sosa.

El Ca(OH)2precipita la cal y combina a la vez el CO2 para

evitar que como "ácido carbónico agresivo" ataque el hierro.

La dureza que quede se elimina mediante la ecuación dada a

base de sosa.

La dureza se puede determinar fácilmente mediante, también

se puede percibir por el sabor del agua. Es conveniente saber

si el agua es agua dura, ya que la dureza puede provocar

depósitos de carbonatos en conducciones

de lavadoras, calentadores, y calderas o en las planchas.

Si ya se han formado hay productos antical, aunque un método

muy válido para diluir los carbonatos es aplicar un ácido débil

(acético, cítrico etc) en los depósitos. El proceso de reducción de

la dureza del agua se denomina ablandamiento del agua.

El ablandamiento del agua por medio de intercambiadores

iónicos orgánicos en la práctica industrial tiene actualmente

mayor importancia el procedimiento a base de wofatito que el

procedimiento de permutita. Determinadas resinas orgánicas

obtenidas sintéticamente (wofatito) poseen la misma propiedad

de la permutita,

Es decir, la de intercambiar iones alcalinos por los iones de

calcio disueltos en el agua, ablandándola de esta manera.

Según la constitución del wofatito es posible intercambiar tanto

los iones metálicos contenidos en el agua (cationes), como los

restos de ácidos(aniones).

Una combinación de intercambiadores iónicos de cationes y

aniones permite una completa extracción de todas las sales del

agua:

•Intercambiador de cationes

•íntercambiador de aniones

Los intercambiadores de cationes usados pueden ser

regenerados con ácido clorhídrico diluido y los

intercambiadores de aniones, con lejía sódica diluida.

TIPOS DE AGUAS INDUSTRIALES

AGUA DURA ( DE MAR , DE RIO, DEL SUBSUELO)

•Agua del mar:

Como es sabido desde hace tiempo, la salinidad de los diversos océanos es ligeramente

variable, pero la proporción de los diversos componentes es relativamente constante. Este

hecho sólo se cumple para aguas de mar abierto. Los estuarios y las zonas costeras poco

profundas, sobre todo si se trata de costas habitadas, poseen concentraciones diferentes. El

Na+ y el Cl- forman por sí solos alrededor del 85% del total de los solutos; si se consideran los

iones positivos Na+, Mg2+, Ca2+, K+ y los cuatro negativos Cl-, SO42-, HCO3- y Br -, se llega

al 99,9%.

En algunos países de clima cálido, como Israel y Kuwait, se obtiene agua dulce por destilación

del agua del mar. No obstante, para la mayoría de las naciones, este procedimiento requiere

mucha energía y por tanto mucho dinero. Debido a esto no podemos decir que el mar

constituya una fuente de agua importante para el consumo del hombre, sin embargo, si

constituye un inmenso almacén de muchas otras sustancias. Cada metro cúbico de agua del

mar contiene 1.5 Kg de sustancias disueltas. Aunque la mayoría de las sustancias se

encuentran en muy baja concentración si que hay dos sustancias importantes que se extraen

comercialmente del agua del mar: el cloruro sódico (sal de mesa) y el magnesio.

En que nos Afecta la

Dureza de las Aguas

?

Materiales

Tradicionales

Tuberías

Plásticas

PEHD PVC

PB PPR

Griferías

Estas sales se incrustan en los difusores de agua, latiguillos,

llaves de ángulo y tuberías de pequeños diámetros.