proyecto calidad del agua terminado final

DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA EN EL

PUNTO 9 (17 M 788566 9953996) DEL RÍO PITA, PARA EL

CONSUMO HUMANO

Borja Cristian1, Caizaluisa Alejandra2, López Lizeth3

Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE

1. OBJETIVO GENERAL

Determinar el índice de calidad del agua en el punto 9 (17 M 788566 9953996) del Río

Pita, de acuerdo a los parámetros obtenidos y reconocer si los mismos se encuentran en

el rango adecuado para el consumo humano.

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Tomar la muestra y contra-muestra de agua en el punto 9 (17 M 788566 9953996),

del río Pita.

Realizar los análisis de: pH, conductividad, oxígeno disuelto y potencial redox.

Realizar los análisis de volumetría: alcalinidad y dureza; gravimetría: sólidos totales,

suspendidos y totales disueltos y espectrofotometría: nitratos, sulfatos, fosfatos y

hierro, usando los métodos estándar.

Usar las ecuaciones de alcalinidad, dureza, sólidos totales, suspendidos y totales

disueltos y realizar los cálculos necesarios.

Comparar los resultados obtenidos con el Texto Unificado de Legislación Ambiental

Secundaria del Ministerio de Ambiente (TULAS) y establecer si el agua es apta para

el consumo humano.

Calcular el valor del Índice de Calidad de Agua (ICA) para determinar en qué rango

se encuentra el agua tomada en el punto 9.

3. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

Ubicación

La zona 9, está ubicada en el sector del Molinuco, a 16 kilómetros de Sangolquí

al sur de la provincia de Pichincha, específicamente en las coordenadas UTM 17 M

788566 9953996; el Río Pita atraviesa por esta zona, de forma tranquila. El camino para

llegar al punto 9 se encuentra en buenas condiciones y sin tráfico. El clima durante la

mañana es relativamente frío y se puede observar un paisaje despejado.

Zona de estudio

Tabla N°1

Coordenadas de la zona de estudio

Autores: C. Borja, A. Caizaluisa, L. López

Coordenada Valor

UTM 17 M 788566 9953996

MGRS 17MQV88565399

G M S.s 00 24 56.8 S, 78 24 27.2 O

G M.m 00 24.947 S, 78 24.453 O

G.g -0.4157861, -78.4075527

Imagen 1. Ubicación de la zona de estudio

Fuente: Google Earth

4. MARCO TEÓRICO

MUESTREO

El muestreo es una herramienta de la investigación científica. Su función básica

es determinar que parte de una realidad en estudio (universo o población), debe

examinarse, con la finalidad de hacer inferencias sobre dicha población.

Obtener una muestra adecuada, significa lograr una versión simplificada de la

población, que reproduzca de algún modo sus rasgos básicos.

Terminología

Población/Objeto: conjunto de individuos, de los cuales se requiere obtener

información.

Unidades de muestreo: número de elementos de la población, no solapados que se

van a estudiar. Todo miembro de la población pertenecerá a una y sólo una unidad de

muestreo.

Unidades de análisis: objeto o individuo, del cual se obtiene la información.

Marco muestral: lista de unidades o elementos del muestreo.

Muestra: conjunto de unidades o elementos de análisis, sacados del marco.

Muestreo Probabilístico

El método otorga una probabilidad conocida de integrar la muestra a cada

elemento de la población, y dicha probabilidad no es nula para ningún elemento. Los tipos

de muestreo probabilístico son:

Muestreo aleatorio simple

Muestreo sistemático

Muestreo aleatorio estratificado

Muestreo por conglomerados

Para el presente trabajo, utilizamos el muestreo aleatorio simple, es aquel en el

que todos los individuos tienen la probabilidad de ser elegidos para formar parte de una

muestra, por lo tanto, todas las posibles muestras de tamaño n tienen la misma

probabilidad de ser seleccionadas. Los individuos que formaran parte de la muestra se

elegirán al azar mediante números aleatorios. A pesar de ser un método sencillo y de fácil

comprensión, una de las desventajas es que cuando se trabaja con muestras pequeñas, es

posible que no represente a la población adecuadamente.

ANÁLISIS ELECTROMÉTRICOS

pH

El potencial de hidrógeno, pH, es el término que nos indica la concentración de

iones hidrógeno en una disolución. Se trata de una medida de la acidez de la disolución.

El término (del francés pouvoir hydrogène, 'poder del hidrógeno') se define como el

logaritmo de la concentración de iones hidrógeno, H+, cambiado de signo:

pH = -log [H+] [1]

Donde [H+] es la concentración de iones hidrógeno en moles por litro. Debido a

que los iones H+ se asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio, H3O+,

el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronio. El electrodo de cristal es relativamente inmune a interferencias por el color,

turbiedad, sustancias coloidales, cloros libres, oxidantes y reductores, lo mismo que a

contenidos salinos elevados, con excepción del sodio a pH superiores a 10. (INEN, 1984)

La temperatura varía el potencial del electrodo, este efecto se puede compensar

con el ajuste de que dispone el propio aparato. La ionización de la muestra depende de la

temperatura, este efecto depende de la muestra, por lo que se debe registrar la temperatura

a la que se analiza cada muestra. La determinación del pH deberá realizarse dentro del

menor tiempo posible y, si hay refrigeración, el análisis se hará dentro de un tiempo

máximo de 6 h. (INEN, 1984)

El potencial de hidrógeno que se encuentre entre los límites de 6 a 9, requieren

únicamente un tratamiento convencional (Ver anexo 12). (TULAS, Normas de Calidad

Ambiental y de descarga de efluentes: Recurso Agua, 2002).

Conductividad

La conductividad eléctrica es una medida de la resistencia que opone el agua (u

otro cuerpo) al paso de la corriente eléctrica a su través. La conductividad del agua está

relacionada con la concentración de los sales en disolución, cuya disociación genera iones

capaces de transportar la energía eléctrica. Como la solubilidad de las sales en el agua

depende de la temperatura, evidentemente la conductividad varía con la temperatura del

agua (en general, aumenta conforme aumenta la temperatura del agua). Para estandarizar

la medición de la conductividad eléctrica se referencia a una temperatura de medida,

generalmente a 20 ó a 25 °C. (Goyenola, Conductividad, 2007)

El valor de la conductividad es directamente proporcional a la concentración de

sólidos disueltos, por lo tanto, cuanto mayor sea dicha concentración, mayor será la

conductividad. La conductividad es una medida generalmente útil como indicador de la

calidad de aguas dulces. Cada cuerpo de agua tiene un rango relativamente constante de

conductividad, que una vez conocido, puede ser utilizado como línea de base para

comparaciones con otras determinaciones puntuales. Cambios significativos pueden ser

indicadores eventos puntuales de contaminación. (Goyenola, Conductividad, 2007)

Tabla N°2

Valores habituales de conductividad en el agua.


Oxígeno Disuelto

El oxígeno disuelto se encuentra en el agua y es vital para las formas de vida

acuática y prevención de olores. (TULAS, 2015)

Los niveles de oxígeno disuelto al natural o en aguas residuales dependen de las

actividades físicas, químicas y bioquímicas del cuerpo de agua. El análisis del oxígeno

disuelto es clave para realizar una evaluación de contaminación del agua y determinar el

tratamiento y el proceso de control. (American Public Healt Association; American Water

Works Association;Water Enviromenment Federation, 1998).

El OD se puede expresar en miligramos por litro (mg/L) o en porcentaje de

saturación (%). La primera de las opciones expresa directamente la masa de oxígeno por

litro de agua, mientras la segunda se expresa como el porcentaje de la concentración de

saturación para determinada temperatura (Goyenola, Oxígeno Disuelto, 2007)

El Oxígeno que se encuentra disuelto en el agua proviene, generalmente de la

disolución del oxígeno atmosférico (en el aire se encuentra en la proporción del 21%).

Siendo un gas muy poco soluble en el agua y además como no reacciona

químicamente, su solubilidad obedece a la Ley de Henry, la cual expresa que la

solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a su concentración o a la presión

parcial del gas en la disolución. (Rodríguez, 2011)

Reacción de Fotosíntesis:

6CO2(g) + 6H2O(L) → C6H12O6(s) + 6O2(g) [2]

Por la noche, cuando no hay luz para producir la fotosíntesis, las plantas consumen el

oxígeno en la respiración. (Rodriguez, 2011)

Reacción de Respiración:

𝐶6𝐻12𝑂6(𝑠) + 6𝑂2(𝑔) → 6𝐶𝑂2 + 6𝐻2𝑂 + 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 [3]

La respiración también tiene lugar en presencia de la luz solar; sin embargo, la reacción

neta es la producción de oxígeno. (Rodriguez, 2011)

AGUAS NATURALES CONDUCTIVIDAD

Agua de mar ~ 50.000 - 60.000 µS/cm

Aguas muy salobres ~ 10.000 - 15.000 µS/cm

Aguas salobres ~ 1.000 - 2.000 µS/cm

Aguas poco salobres ~ 250 - 750 µS/cm

AGUAS TRATADAS CONDUCTIVIDAD

Aguas osmotizadas ~ 5 - 20 µS/cm

Aguas desmineralizadas ~ 1 - 5 µS/cm

Aguas ultra-puras ~ 0,04 - 0,1 µS/cm

Tabla N°3

Rangos de concentración de oxígeno disuelto y consecuencias ecosistémicas frecuentes.


Los límites máximos permisibles para el agua de consumo humano y de uso

doméstico, que únicamente requieren tratamiento convencional demandan que el oxígeno

disuelto no sea menor al 80% del oxígeno de saturación y no menor a 6 mg/L. (TULAS,

Normas de Calidad Ambiental y de descarga de efluentes: Recurso Agua, 2002)

Potencial de OXIDO- REDUCCIÓN

El potencial redox es una medida de la actividad de los electrones. Está

relacionado con el pH y con el contenido de oxígeno. Es análogo al pH ya que el pH mide

la actividad de protones y el potencial redox mide la de los electrones. (Reavive, 2014)

El oxígeno se difunde mal en aguas completamente quietas pero en los

ecosistemas suele haber viento y hay oxígeno que puede provenir de plantas

fotosintéticas. De día y debido a la fotosíntesis, en las capas más próximas a la superficie,

se produce una pérdida de oxígeno hacia la atmósfera ya que se supera la saturación de

oxígeno, en las profundidades el oxígeno disminuye debido a las bacterias, animales y

materia orgánica en sedimentación; de noche se produce un paso limitado de oxígeno

desde la atmósfera al agua y es consumido por la respiración y las bacterias. Así se da

una situación en la que el agua está estratificada. (Reavive, 2014).

ANÁLISIS ESPECTROFOTOMÉTRICOS

La espectrofotometría es la medición de la cantidad de energía radiante que

absorbe o transmite un sistema químico en función de la longitud de onda; es el método

de análisis óptico más usado en las investigaciones químicas y bioquímicas. El

espectrofotómetro es un instrumento que permite comparar la radiación absorbida o

transmitida por una solución que contiene una cantidad desconocida de soluto, y una que

contiene una cantidad conocida de la misma sustancia. (Skoog A, 1996)

Espectrofotómetro Ultravioleta-Visible

El instrumento utilizado en la espectrometría ultravioleta-visible se llama

espectrofotómetro UV-Vis. Mide la intensidad de luz que pasa a través de una muestra

(I), y la compara con la intensidad de luz antes de pasar a través de la muestra (Io).

La relación I / Io se llama transmitancia, y se expresa habitualmente como un

porcentaje (%T). La absorbancia (A) se basa en la transmisión: A = - log (%T).

Las partes básicas de un espectrofotómetro son una fuente de luz (a menudo una

bombilla incandescente para las longitudes de onda visibles, o una lámpara de arco de

deuterio en el ultravioleta), un soporte para la muestra, una rejilla de difracción o

monocromador para separar las diferentes longitudes de onda de la luz, y un detector. El

[OD]mg/L Condición Consecuencias

0 Anoxia Muerte masiva de organismos aerobios

0-5 Hipoxia Desaparición de organismos y especies

sensibles

5-8 Aceptable [OD] adecuadas para la vida de la gran

mayoría de especies de peces y otros

organismos 8-12 Buena

>12 Sobresaturada Sistemas en plena producción fotosintética

detector suele ser un fotodiodo o un CCD. Los fotodiodos se usan con monochomadores,

que filtran la luz de modo que una sola longitud de onda alcanza el detector. Las rejillas

de difracción se utilizan con CCDs, que recogen la luz de diferentes longitudes de onda

en píxeles.

Imagen 2. Componente de un espectrofotómetro

Fuente: (Skoog A, 1996)

Un espectrofotómetro puede ser: un solo haz y doble haz

En un instrumento de un solo haz, toda la luz pasa a través de la célula muestra.

La Io debe medirse retirando la muestra. Este fue el primer diseño, y todavía está en uso

en la enseñanza y laboratorios industriales.

En un instrumento de doble haz, la luz se divide en dos haces antes de llegar a la

muestra. Un haz se utiliza como referencia, y el otro haz de luz pasa a través de la muestra.

Algunos instrumentos de doble haz tienen dos detectores (fotodiodos), y el haz de

referencia y el de la muestra se miden al mismo tiempo. En otros instrumentos, los dos

haces pasan a través de un bloqueador que impide el paso de un haz. Las muestras para

espectrofotometría UV-Vis suelen ser líquidas, aunque la absorbancia de los gases e

incluso de los sólidos también puede medirse. Las muestras suelen ser colocadas en una

célula transparente, conocida como cubeta. Las cubetas suelen ser rectangulares, con una

anchura interior de 1 cm. Esta anchura se convierte en la longitud de ruta, L, en la Ley de

Beer-Lambert. También se pueden usar tubos de ensayo como cubetas en algunos

instrumentos. (Skoog A, 1996)

Nitratos

El nitrato es una de las formas de nitrógeno de mayor interés en las aguas

naturales, residuales y residuales tratadas, se presenta generalmente a nivel de trazas en

el agua de superficie, pero puede alcanzar niveles elevados en las subterráneas. El nitrato

se encuentra sólo en pequeñas cantidades en las aguas residuales domésticas, pero en el

diluyente de las plantas de tratamiento biológico desnitrificante (proceso reducción de

nitratos), el nitrato puede encontrarse en concentraciones de hasta 30 mg de nitrato.

(CONAGUA, 2001).

El nitrato en concentraciones mayores a los 10mg/L, puede ser tóxico para muchos

organismos. El nivel natural de nitrato en aguas superficiales es típicamente bajo (menor

a 1mg/L), pero en efluentes contaminados puede llegar a 30 mg/L. Las fuentes de nitrato

incluyen pérdidas en las cámaras sépticas, uso de fertilizantes, actividad ganadera y

algunas descargas industriales. Debido a su gran solubilidad en agua, el nitrato es perdido

más rápidamente de los suelos que otros nutrientes. Como consecuencia el nitrato es el

mejor indicador de posibles fuentes contaminantes (MAPSA, 2007).

Sulfatos

Los sulfatos se encuentran de manera natural en numerosos minerales, se utilizan

en la industria química (fertilizantes, pesticidas, colorantes, jabón, papel, vidrio,

fármacos, entre otros); como agentes de sedimentación (sulfato de aluminio) o para

controlar las algas (sulfato de cobre) en las redes de agua y como aditivos en los

alimentos. Los sulfatos suelen ser sales solubles en agua y pueden presentarse en las aguas

naturales en un amplio intervalo de concentraciones pero se consideran aguas aptas para

el consumo menor a 400mg/l. El origen de los sulfatos se debe fundamentalmente a los

procesos de disolución de las tizas, existentes en el terreno, en el agua subterránea (CAIB,

2013). El agua es la principal fuente de sulfatos y la contribución del aire a la ingesta total

es insignificante. Los sulfatos y otros iones, como el magnesio o los fosfatos, pueden

actuar como laxantes cuando se ingieren en cantidades elevadas que superan la capacidad

del intestino para absolverlos, en recién nacidos expuestos bruscamente a valores

superiores a 650 mg/litro y en adultos, se pueden sentir efectos laxantes a partir de los

750 mg/litro y en animales con concentraciones superiores a 1600 mg/litro. La presencia

de sulfatos en el agua puede causar un sabor perceptible desde 250 mg/litro (sulfato

sódico) y 1000 mg/litro (sulfato cálcico) (CAIB, 2013).

Fosfatos

El fósforo es un nutriente esencial para los organismos vivientes y conducen al

crecimiento de algas en las aguas superficiales. Es considerado como un parámetro crítico

en la calidad de aguas debido a su influencia en el proceso de eutrofización (acumulación

residuos orgánicos), de ahí la importancia de disponer de las técnicas analíticas y de

muestreo adecuadas para la determinación de la concentración de las diferentes especies

que pueden estar disueltas en el agua, adsorbidas sobre partículas o asociadas con

organismos acuáticos (GOOSEN, 1978; Pütz, 2000).

Tan sólo 1 g de fosfato-fósforo (PO4-P) provoca el crecimiento de hasta 100 g de

algas. Cuando estas algas mueren, los procesos de descomposición dan como resultado

una demanda de oxígeno de alrededor de 150 g. Las concentraciones críticas para una

eutrofización incipiente se encuentran entre 0,1-0,2 mg/l PO4-P en el agua corriente y

entre 0,005-0,01 mg/l PO4-P en aguas tranquilas. (Pütz, 2000).

Hierro

Hierro es un elemento químico metálico de color blanco, es el cuarto elemento

más abundante en la corteza terrestre y la cantidad inadecuada de hierro puede producir

anemia en las personas. El hierro puro es muy reactivo y se corroe rápidamente cuando

está expuesto al aire, por lo que es poco común en arroyos y ríos. En las aguas

superficiales reacciona con oxígeno para formar herrumbre y precipita en el fondo del

flujo de agua. Las altas concentraciones de hierro en el agua pueden causar problemas en

tuberías, sabor metálico, y problemas estéticos por manchas rojas en accesorios y ropa.

El manganeso puede causar problemas similares en suministros de agua (OMS, 2003).

El hierro es uno de los metales más abundantes de la corteza terrestre. Está

presente en aguas dulces naturales en concentraciones de 0,5 a 50 mg/l. También puede

haber hierro en el agua de consumo debido a la utilización de coagulantes de hierro o a la

corrosión de tuberías de acero o hierro colado durante la distribución del agua. El hierro

es un elemento esencial en la nutrición humana. Las necesidades diarias mínimas de este

elemento oscilan entre 10 y 50 mg/día, por lo que es apto el hierro para el consumo cuando

sus concentraciones son menores a 1mg/l (OMS, 2003).

ANÁLISIS VOLUMÉTRICOS

El principio del análisis volumétrico se basa en el hecho de hacer reaccionar el

analito problema (en forma directa o indirecta), con un volumen de un reactivo para

originar una reacción (Directa o Indirecta) del volumen y concentración del reactivo

agregado, se calcula la concentración del analito problema. (Superintendencia Nacional

de Servicio de Saneamiento, 2015)

Alcalinidad

Definimos la alcalinidad total como la capacidad del agua para neutralizar ácidos

y representa la suma de las bases que pueden ser tituladas. Dado que la alcalinidad de

aguas superficiales está determinada generalmente por el contenido de carbonatos,

bicarbonatos e hidróxidos, ésta se toma como un indicador de dichas especies iónicas. No

sólo representa el principal sistema amortiguador (tampón, buffer) del agua dulce, sino

que también desempeña un rol principal en la productividad de cuerpos de agua naturales,

sirviendo como una fuente de reserva de CO2 para la fotosíntesis. (Goyenola,

Determinación de la Alcalinidad Total, 2007)

Imagen 3. Efecto de procesos metabólicos en la alcalinidad.

Fuente: (Goyenola, Determinación de la Alcalinidad Total, 2007)

Internacionalmente es aceptada una alcalinidad mínima de 20 mg de CaCO3/L

para mantener la vida acuática. Cuando las aguas tienen alcalinidades inferiores se

vuelven muy sensibles a la contaminación, ya que no tienen capacidad para oponerse a

las modificaciones que generen disminuciones del pH (acidificación). (Goyenola,

Determinación de la Alcalinidad Total, 2007). Se han propuesto clasificaciones de las

aguas según su capacidad amortiguadora (alcalinidad), lo que permite manejar

descriptores categóricos sencillos a ser utilizados en el análisis de calidad de agua (tabla

1). (Goyenola, Determinación de la Alcalinidad Total, 2007). En la determinación de la

Alcalinidad debe de tenerse en cuenta que:

Se ha determinar alcalinidad proveniente de hidróxidos y carbonatos.

Pueden existir equilibrios competitivos en la valoración.

El titulante, las muestras y los productos de la titulación son incoloros, por lo tanto se

requiere el uso de indicadores de color para la detección del punto final de la titulación

Habitualmente, el contenido de alcalinidad se expresa en mg/l (miligramos por litro)

o ppm (partes por millón) de carbonato de calcio (CaCO3).

Es importante recordar que cada uno de estos indicadores presenta un pH de trabajo

adecuado para el cambio de color. Para este trabajo se requieren dos indicadores de color:

Fenolftaleína y Anaranjado de Metilo. Estos son ácidos orgánicos débiles, que cambian

de color a valores de pH característicos (cambian la disposición espacial de su estructura

molecular). Un cambio de color por un indicador da el punto final. También se puede

detectar con un metro de pH. La titulación se hace en dos fases: alcalinidad de fenoftaleína

(titulamos la muestra hasta un pH de 8.3) y alcalinidad total (titulamos la muestra hasta

un pH de 4.5 utilizando anaranjado de metilo, bromocresol verde o una mezcla de

bromocresol verde y rojo metilo como indicador). La siguiente ecuación es la ecuación

completa para la alcalinidad en un medio donde únicamente contribuyen a ella HCO3−,

CO32− y OH−:

[alc] = [HCO3−] + 2[CO3

2−] + [OH]− − [H+] [4]

La siguiente ecuación es la utilizada para encontrar la alcalinidad en laboratorio:

Alcalinidad =Vácido ∗ Nácido ∗ (50) ∗ (1000)

Vmuestra [5]

Vácido: Volumen total gastado de ácido en la titulación al vire de naranja de metilo

Nácido: Normalidad del ácido (Eq/L)

Vmuestra: Volumen de la muestra tomada para la titulación

50 = Factor para convertir eq/L a mg CaCO3/L

1000 = Factor para convertir mL a L.

Reporte los resultados como acidez y/o alcalinidad en mg CaCO3/L indicando la

precisión de la medición.

Dureza

La dureza representa una medida de la cantidad de metales alcalinotérreos en el

agua, fundamentalmente Calcio (Ca) y Magnesio (Mg), provenientes de la disolución de

rocas y minerales que será tanto mayor cuanto más elevada sea la acidez del agua. Es una

medida, por tanto, del estado de mineralización del agua. Se suele expresar como mg/l de

CaCO3 o como grados franceses, teniendo en cuenta que 10 mg/l es igual que un grado

francés (ºF). En la actualidad se tiende a prescindir del término “dureza” indicándose la

cantidad de calcio y magnesio presente en un agua en mg/l. (Navarra, 2016). Existen

distintos tipos de dureza:

Dureza total: es la suma total de las concentraciones de sales de calcio y magnesio,

se mide por volumetría de complejación con EDTA, se expresa numéricamente en

forma de carbonato de calcio u óxido de calcio, pueden también utilizarse los grados

hidrotimétricos (1º F= 10 mg de carbonato de calcio/l). (Navarra, 2016)

Dureza temporal: es la que corresponde a la proporcionada por los hidrogeno

carbonatos de calcio y magnesio, y desaparece por ebullición que hace que precipiten

los carbonatos. También desaparece por adición de cal (hidróxido de calcio).

(Navarra, 2016)

Dureza permanente: es la que existe después de la ebullición del agua, es la

diferencia entre las dos anteriores. (Navarra, 2016)

Análisis de la Dureza Total del agua por titulación con EDTA:

DUREZA =VEDTA ∗ MEDTA ∗ PMCaCO3

∗ 1000

Vmuestra [6]

Dónde:

VEDTA: Volumen de EDTA

MEDTA: Molaridad de EDTA

Vmuestra: Volumen de la muestra tomada para la titulación

PMCaCO3: Peso molecular del carbonato de calcio

1000: Factor para convertir mL a L.

Los valores de dureza no carbonatada se encuentran en la comparación de la dureza y la

alcalinidad:

Si:

Dureza > alcalinidad → Dureza no carbonatada

Durezano carbonatada = ppmDureza − ppmalcalinidad [7]

Si:

Dureza < alcalinidad → ∄Dureza no carbonatada

El límite máximo permitido para que el agua de consumo humano y de uso

doméstico requiera únicamente tratamiento convencional es de 500 mg/L (TULAS,

Normas de Calidad Ambiental y de descarga de efluentes: Recurso Agua, 2002)

Tabla N°4

Rangos de conductividad y dureza en el agua.


ANÁLISIS GRAVIMÉTRICOS

El análisis gravimétrico o análisis cuantitativo por pesadas consiste en la

separación y posterior pesada, de un elemento o compuesto de composición química

conocida. Esta sustancia debe obtenerse en el mayor estado de pureza posible y debe

encontrarse en una relación estequiométrica definida con el elemento o compuesto que se

desea determinar. Los resultados se calculan a partir de la medida de la masa de la

sustancia separada. (Luzardo, 2011). Pasos básicos en el laboratorio para llevar a cabo

una gravimetría:

Precipitación: Se introduce un volumen conocido de la disolución a valorar y se va

adicionando lentamente reactivo precipitante. Para que el proceso de precipitación sea

adecuado, es importante trabajar con bajas concentraciones, tanto de disolución

problema como de reactivo, y añadir el reactivo lentamente. Además, durante la

adición se debe agitar la mezcla de reacción constantemente, para que la disolución

sea homogénea y la precipitación también lo sea

Digestión y purificación del precipitado: Si un precipitado es impuro significa que

incluye más especies que las que nosotros deseamos determinar. Lograr que el

Conductividad y dureza del agua

Ppm µS/cm ºf Dureza

0-70 0-140 0-7 muy blanda

70-150 140-300 7-15 blanda

150-250 300-500 15-25 ligeramente dura

250-320 500-640 25-32 moderadamente dura

320-420 640-840 32-42 dura

superior a 420 superior a 840 superior 42 muy dura

precipitado sea puro es esencial para reducir el error del análisis. Con objeto de tener

precipitados más puros y fácilmente filtrables, generalmente se mantiene el

precipitado en contacto con la disolución madre a una temperatura más o menos

elevada (80 – 90ºC), lo que facilita la desaparición de los cristales pequeños y el

crecimiento de los grandes, con la consiguiente purificación del producto. Este

procedimiento, conocido como digestión del precipitado, puede llegar a requerir de

12 a 24 horas. La coprecipitación es el fenómeno por el cual sustancias normalmente

solubles son arrastradas por un precipitado insoluble. Para corregir la cantidad de

impurezas coprecipitadas a menudo se recurre a una reprecipitación.

Filtración y lavado del precipitado: Normalmente, el precipitado formado se filtra

mediante la técnica denominada “filtración a vacío” que utiliza un embudo büchner y

un matraz conectado a una trompa o bomba de vacío. La succión hace que la filtración

sea mucho más rápida que si se lleva a cabo por gravedad.

Desecación o calcinación: Después de la filtración, el precipitado gravimétrico se

calienta en una estufa de laboratorio hasta que su masa se vuelve constante. La

necesidad de la calcinación para eliminar totalmente la humedad del precipitado se

pone de manifiesto.

Pesada: En cualquier caso se debe dejar enfriar el crisol en un desecador hasta que su

temperatura se equilibre con la ambiental del cuarto de balanzas para evitar errores de

pesada. Una vez tarado el crisol, éste ya está en condiciones de ser utilizado para la

calcinación, tras lo cual será tratado de nuevo hasta peso constante.Después de sacar

el crisol de la estufa o de la mufla y una vez ya no está al rojo, se introduce en un

desecador hasta que se enfríe y se equilibre térmicamente con el ambiente del cuarto

de balanzas. (Andrade, 2014)

Determinación de Sólidos

En el agua que se encuentra en la naturaleza se pueden encontrar varias impurezas

de forma suspendida o disuelta. En la cuantificación de los niveles de impurezas, el

término sólido en suspensión describe las partículas en suspensión presentes en una

muestra de agua. Prácticamente, estas partículas se definen por su imposibilidad de ser

separadas de la muestra de aguas usando un filtro. Las partículas más pequeñas,

incluyendo especies conteniendo cargas iónicas, se refieren como sólidos disueltos. En el

agua potable es importante tomar en cuenta ambas concentraciones de sólidos disueltos

y en suspensión. El contaminante más común del mundo es la tierra en forma de TSS

(total suspended solids) (Whitman, 2011).

Los sólidos en suspensión totales las altas concentraciones pueden depositarse en

el fondo de un cuerpo de aguas, cubriendo organismos acuáticos lo que puede impedir la

transferencia de oxígeno y resultar en la muerte de los organismos enterrados bajo esta

capa. También disminuyen la eficacia de agentes desinfectantes del agua potable, también

conocido como la turbidez de agua. Los contaminantes absorbidos en sólidos pueden ser

transportados a otros cuerpos de agua, resultando en la exposición de contaminantes a

organismos lejos del origen de contaminación (Whitman, 2011). El término Solidos

totales se aplica al material residual encontrado en un recipiente después de la

evaporación del agua que contiene, los sólidos totales incluyen solidos totales

suspendidos, los cuales son una fracción de los sólidos totales pero que es retenida en un

filtro, y por una parte de solidos disueltos la cual es una parte del agua que ha pasado

previamente por un filtro. Las ecuaciones a utilizar para calcular los sólidos totales,

sólidos totales disueltos y solidos suspendidos, son respectivamente:

STexperimental =Wlleno − Wvacío

Vmuestra× 1000 × 1000 [8]

SS =Membranalleno − Membranavacío

Vmuestra× 1000 × 1000 [9]

STD =Wlleno − Wvacío

Vmuestra× 1000 × 1000 [10]

Los sólidos totales teórico se calculan mediante la siguiente ecuación:

STteorico = STD + SS [11]

Para el cálculo del error tanto absoluto como relativo se emplea:

Eabs = STteórico − STexpermental [12]

Erelativo =Eabs

STteórico× 100% [13]

Dónde:

ST: Solidos totales

STD: Sólidos totales disueltos

SS: Sólidos suspendidos

W: peso del recipiente

1000: factor para convertir ml a L

1000: factor para convertir g a mg

En el Ecuador el límite máximo para de sólidos disueltos totales es de 1000 mg/L (Ver

anexo 12). (TULAS, 2015)

5. METODOLOGÍA Y TÉCNICA APLICADA

MUESTREO

Recolección de la Muestra

a) Instrumentos

Soga

Balde

Cooler

2 recipientes plásticos para la muestra

Etiquetas

Chaleco de seguridad

Guantes

Mascarilla

GPS TEST (Samsung Galaxy s3 mini)

b) Procedimiento

Ubicamos la zona que nos fue asignada para el muestreo de agua en google maps, con

sus respectivas coordenadas geográficas.

Nos dirigimos a la zona, en este caso, nuestro punto fue el número 9, a la altura del

Molinuco.

Nos colocamos el vestuario adecuado para tomar la muestra, siendo este: chaleco,

guantes, mascarilla.

Al pasar el río por debajo de un puente, amarramos la soga al balde, lo arrojamos a la

mitad para obtener una buena muestra y lo sacamos lentamente y con cuidado.

Una vez con el balde lleno de agua, lavamos los envases con el agua del río, los

sumergimos en el balde por completo, una vez llenos, los tapamos y los cerramos en

el interior mismo para evitar que se quede aire.

Cogimos una muestra y una contra-muestra y las colocamos en el cooler.

Regresamos al laboratorio de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE para

iniciar con todos los análisis previstos.

ANÁLISIS ELECTROMÉTRICOS Los métodos fueron tomados como referencia del libro Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater. Autores: APHA-AWWA-WEF.

Determinación de pH: método 4500-H+

a) Instrumentos

Piceta

Vasos de precipitación

Agua destilada

25 ml de la muestra de agua

b) Equipos

Equipo Multiparamétrico con electrodo de pH

c) Reactivos

Solución buffer pH: 4 y 7

Procedimiento

a) Calibración del potenciómetro

El funcionario designado para efectuar el proceso, debe asegurarse que el equipo este

en buen estado, verificado que los componentes de mismo, estén completos (baterías,

sensor, tampones).

Luego se procede a encender y calibrar el potenciómetro, utilizando un tampón de un

rango de pH, el cual es 4 y 7, a una temperatura de 25°C aproximadamente,

Introducir el electrodo de pH en el orden que indica el equipo en este caso primero la

solución buffer pH=4

Lavar con agua destilada y secar el equipo

Introducir en una segunda solución buffer pH=7

Repetir el proceso de limpieza del equipo

El equipo utilizado requiere ser calibrado con soluciones en ese orden, primero la

ácida, luego la neutra y finalmente la básica.

b) Medición del pH de una solución

Una vez calibrado, se introduce el sensor en el agua o en el vaso químico, donde se

encuentra la muestra, y se genera automáticamente la lectura por el instrumento

(potenciómetro), la cual es anotada en la libreta de campo con su respectiva

temperatura.

Determinación de Conductividad: método 2510

a) Instrumentos

Piceta


Agua destilada


b) Equipos

Equipo Multiparamétrico con electrodo de conductividad

c) Procedimiento

El equipo debe estar previamente calibrado.

Lavar y secar el electrodo

Introducir el electrodo en el agua o en el vaso químico, donde se encuentra la muestra,

presionar la opción Medir y se genera automáticamente la lectura por el instrumento.

Anotar el valor en la libreta de campo con su respectiva temperatura.

Determinación de Oxígeno Disuelto: método 4500-O

a) Instrumentos

Piceta


Agua destilada


b) Equipos

Equipo Multiparamétrico con electrodo de Oxígeno Disuelto

c) Procedimiento

Lavar y secar el electrodo.




Determinación de Potencial Redox: método 2580

a) Instrumentos

Piceta


Agua destilada


b) Equipos

Equipo Multiparamétrico con electrodo de Potencial Redox.

c) Procedimiento

Lavar y secar el electrodo.





Los métodos fueron tomados como referencia del libro Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater. Autores: APHA-AWWA-WEF.

Determinación de Alcalinidad: método 2320

a) Materiales

Vasos de precipitación de 100 ml

Matraz de Erlenmeyer de 25 ml

Bureta graduada de 25ml

Soporte Universal con pinza de bureta

Balón aforado de 100 ml

Probeta de 10 ml

Pera de succión

Picetas

Agua destilada

b) Reactivos

Ácido clorhídrico 0,02 N

Anaranjado de metilo

Fenolftaleína

c) Procedimiento

Armar el sistema, con ayuda del soporte universal, la pinza de la bureta y finalmente

la bureta graduada.

En un vaso de precipitación colocar 25 ml de la muestra a analizar.

Añadir con precaución de dos a tres gotas como máximo de fenolftaleína.

La muestra cambiara a un tono rosado-violeta.

Llenar la bureta graduada con ácido Clorhídrico (HCl 0,02 N) y usarlo como titulante

hasta que se dé el cambio de color de rosado-violeta a transparente.

Anotar en nuestra libreta de campo el volumen gastado.

Agregar aproximadamente de dos a tres gotas de anaranjado de metilo en la muestra,

la cual cambiara el tono del indicador a un color amarillo.

Titular hasta obtener un cambio de color amarillo – anaranjado.

Anotar en nuestra libreta de campo el volumen gastado.

Es necesario proceder con precaución al momento de la titulación, de manera que el

volumen gastado sea exacto para determinar la alcalinidad de la muestra.

Calcular el valor de la alcalinidad (Ver ecuación 5) y reportar el resultado en mg/L

CaCO3.

Determinación de Dureza: método 2340 C.

a) Materiales


Matraz Erlenmeyer de 100 ml

Bureta de 25ml

Soporte Universal con pinza de bureta

Balón de 100 ml

Probeta de 25ml

Pera de succión

Picetas

Espátula

b) Equipos

Balanza Analítica

c) Reactivos

Negro de ericromo

EDTA

Buffer de dureza

d) Procedimiento

Armar el sistema, con ayuda del soporte universal, la pinza de la bureta y finalmente

la bureta graduada.

Colocar 50 ml de la muestra de agua en un matraz Erlenmeyer.

Añadir 1 ml de buffer de dureza para alcanzar un pH de 10 a 10,1.

Pesar 0,05 g de indicador negro de ericromo, añadirlo en la muestra y agitarla

suavemente. La muestra debe tomar un color violeta.

Utilizar como titulante el EDTA 0,01 M, llenando la bureta hasta la marca de 25 ml

y dejar salir el aire contenido en la bureta.

Titular gota a gota, mover la solución y observar el cambio de color de violeta a azul.

Anotar en la libreta de campo el volumen total gastado.

Aplicar la ecuación para la determinación de dureza (Ver ecuación 4) y reportar el

resultado en mg/L CaCO3

Comparar los valores en ppm de alcalinidad y dureza para reportar el valor de dureza

no carbonatada (Ver ecuación 6)

ANÁLISIS ESPECTROFOTOMÉTRICOS

Los métodos fueron tomados como referencia del libro Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater y del libro: Manual de Análisis de Agua. Autor:

HACH; año 2000.

Determinación de Nitratos: método 8039

a) Materiales

Matraz aforado de 50 ml

Pipeta volumétrica de 25 ml


Tubos de ensayo

b) Equipos

Espectrofotómetro: Programa N Nitrato RA AV (361)

c) Reactivos

Sobre de NitraVer® 5

d) Procedimiento

Verter la muestra de agua en un vaso de precipitación.

Con ayuda de la pipeta volumétrica, sacar 25 ml de la muestra.

Verter los 25 ml en el matraz aforado.

Agregar el sobre de reactivo y agitar durante 1 minuto.

Dejar que se complete la reacción durante 5 minutos.

Colocar los 25 ml de reacción en un tubo de ensayo, previamente lavado y etiquetado.

Elegir en el espectrofotómetro el programa adecuado, para este caso: N Nitrato RA

AV (361)

Realizar la lectura a 500 nm, encerando previamente con el blanco (agua destilada).

Anotar en el cuaderno de campo los valores de: concentración (ppm), absorbancia

(nm) y transmitancia (%).

Determinación de Sulfatos: método 8051

a) Materiales




Tubos de ensayo

b) Equipos

Espectrofotómetro: programa Sulfato (685)

c) Reactivos

Sobre de SulfaVer® 4

d) Procedimiento






Colocar los 25 ml de reacción en un tubo de ensayo, previamente lavado y etiquetado.

Elegir en el espectrofotómetro el programa adecuado, para este caso: Sulfato (685).

Realizar la lectura a 450 nm encerando previamente con el blanco (agua destilada).



Determinación de Fosfato: método 4500-P A, C y E.

a) Materiales




Tubos de ensayo

b) Equipos

Espectrofotómetro: programa Fosfatos (482)

c) Reactivos

Sobre de PhosVer® 3

d) Procedimiento






Elegir en el espectrofotómetro el programa adecuado, para este caso: Fosfatos (482)

Realizar la lectura en el espectrofotómetro a 430 nm encerando previamente con el

blanco (agua destilada).



Determinación de Hierro: método 8008

a) Materiales




Tubos de ensayo

b) Equipos

Espectrofotómetro: programa Hierro Ferroso AV (265)

c) Reactivos

Sobre de FerroVer®

d) Procedimiento






Elegir en el espectrofotómetro el programa adecuado, para este caso: Hierro Ferroso

AV (265).

Realizar la lectura en el espectrofotómetro a 510 nm encerando previamente con el

blanco (agua destilada).




Los métodos para parámetros de gravimetría fueron tomados como referencia del libro

Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.

Determinación de Sólidos.

a) Materiales

Membrana de 0,45 um

Probetas de 10 ml


2 crisoles

Caja Petri

Pinza

b) Equipos

Balanza analítica.

Equipo de filtración al vacío

Estufa

Desecador

c) Procedimiento para Sólidos Totales: método 2540 B. 2-55 y 2-56

Calibrar la balanza analítica para evitar errores en los pesos.

Tomar un crisol y etiquetarlo, con el fin de no confundirlo con los demás grupos.

Pesar el crisol que se registrará como peso vacío (Wvacío) y anotar este dato en la

libreta de campo.

Tomar 25 ml de la muestra de agua mediante una probeta y colocarla en el crisol

pesado.

Llevar el crisol a la estufa con una temperatura de 80 °C y dejarlo durante 24 horas.

Una vez pasado el tiempo indicado, retirar el crisol de la estufa con mucho cuidado y

llevarlo al desecador, en donde se dejará reposar por 2 horas.

Una vez pasado el tiempo indicado, pesar nuevamente el crisol que contiene los

sólidos, a este se lo considerará como peso lleno (Wlleno). Anotar el dato en la libreta

de campo.

Aplicar la ecuación para determinar la cantidad de sólidos totales experimentales

presentes en la muestra (ST(experimental)) (Ver ecuación 8) y reportar el resultado en

mg/L.

d) Procedimiento para Sólidos Suspendidos: método 2540 D. 2-55 a 2-59

Con ayuda del docente, armar el equipo de filtración al vacío.

Una vez que esté listo, sacamos la membrana de su envoltura, cuidadosamente usando

una pinza, evitando el contacto con esta ya que es muy delicada.

Pesar la membrana y registrar el valor como peso vacío (W. Membranavacía).

Encendemos el equipo y humedecemos el tampón con una pequeña cantidad de agua

destilada para que la membrana se adhiera a este, apagamos el equipo y colocamos la

membrana.

Se colocan los 25 ml de muestra y se enciende el equipo hasta que pase el agua.

Una vez filtrada el agua, apagamos el equipo, sacamos el embudo buchner; con mucho

cuidado, usando la pinza, retiramos la membrana, colocamos en la caja Petri

previamente tarada y la colocamos en la estufa que está a una temperatura de 105 °C

durante media hora.

Una vez pasado el tiempo indicado, sacamos la caja petri de la estufa y la dejamos en

el desecador por 30 minutos.

Nuevamente pesamos la membrana y registramos este dato en la libreta de campo

como peso lleno (W. Membranallena).

Aplicar la ecuación para determinar la cantidad de sólidos suspendidos presentes en

la muestra (SS) (Ver ecuación 9) y reportar el resultado en mg/L.

e) Procedimiento para Sólidos Totales Disueltos: método 2540 C. 2-55 a 2-57

Tomar un crisol y etiquetarlo, con el fin de no confundirlo con los demás grupos.

Pesar el crisol que se registrará como peso vacío (Wvacío) y anotar este dato en la

libreta de campo.

Colocar en el crisol 25 ml de la muestra de agua que ha sido filtrado en el equipo

(procedimiento de solidos suspendidos).

Llevar el crisol a la estufa con una temperatura de 80 °C y dejarlo durante 24 horas.

Una vez pasado el tiempo indicado, retirar el crisol de la estufa con mucho cuidado y

llevarlo al desecador, en donde se dejará reposar por 2 horas.

Una vez pasado el tiempo indicado, pesar nuevamente el crisol que contiene los

sólidos, a este se lo considerará como peso lleno (Wlleno). Anotar el dato en la libreta

de campo.

Aplicar la ecuación para determinar la cantidad de sólidos totales disueltos presentes

en la muestra (STD) (Ver ecuación 10) y reportar el resultado en mg/L.

Calcular el valor teórico de solidos totales (Ver ecuación 11).

Calcular el error absoluto (Ver ecuación 12) y el error relativo (Ver ecuación 13) y

reportar este último en porcentaje.

6. RESULTADOS Y CÁLCULOS

A. Datos Experimentales

Tabla N°5

Datos correspondientes a pH, Conductividad, Oxígeno Disuelto y Potencial Redox con

su temperatura, obtenidos en el laboratorio, con el multiparámetrico, 2 horas después de

haber tomado la muestra.


Tabla N°6 Datos correspondientes a los parámetros volumétricos obtenidos en el laboratorio.


Tabla N°7

Datos correspondientes a los parámetros de espectroscopia obtenidos en el laboratorio.


Parámetros Directos

pH Conductividad Oxígeno

Disuelto

Potencial

Redox

Fecha de la

muestra

pH

Temp.

(°C)

k

(μs/cm)

Temp.

(°C)

mg/L

Temp.

(°C)

mV

Temp.

(°C)

01/02/2016 7,45 17,50 890 17,90 7,06 18,70 308,10 19,20

Parámetros Volumétricos

Alcalinidad Dureza

V. Titulante

(ml)

Concentración

Titulante (N)

V. Muestra

(ml)

V. Edta Molaridad

Edta

V. Muestra

3,60 ml 0,02 N 25 ml 4,3 ml 0,01 N 50 ml

Parámetros de Espectroscopia

λ

(nm)

Concentración

(ppm)

Absorbancia

(nm)

Transmitancia

(%)

Nitratos 500 0,1 ppm 0,003 99,3 %

Sulfatos 450 7 ppm 0,164 68,5 %

Fosfatos 430 2 ppm 0,062 86,7 %

Hierro 510 0,03 ppm 0,011 97,4 %

Tabla N°8

Datos correspondientes a los parámetros de gravimetría obtenidos en el laboratorio.

Parámetros de Gravimetría

Sólidos Totales Sólidos

Suspendidos

Sólidos Totales

Disueltos

Crisol Vacío (g) 93,885 g 47,709 133,268 g

Crisol Lleno (g) 93,892 g 47,792 g 133,264g

Membrana Vacía

(g)

- 0,080 g -

Membrana Llena

(g)

- 0,083 g -

Volumen muestra

(ml)

25 ml 25 ml 25 ml


B. Cálculos


Alcalinidad

Empleando la ecuación [5], realizamos el siguiente cálculo:

Alcalinidadmg

LCaCO3 =

VTitulante ∗ ConcentraciónTitulante ∗ 50000

VMuestra

Alcalinidadmg

LCaCO3 =

3,6ml ∗ 0,02N ∗ 50000

25ml

Alcalinidadmg

LCaCO3 = 144

Dureza


Durezamg

LCaCO3 =

VEDTA ∗ MolaridadEDTA ∗ ppm(CaCO3) ∗ 1000

VMuestra

Durezamg

LCaCO3 =

4,3𝑚𝑙 ∗ 0,01𝑚𝑙 ∗ 100,087 ∗ 1000

50𝑚𝑙

Durezamg

LCaCO3 = 86,075


Sólidos Totales (experimental)


ST(experimental) =Wlleno − Wvacío

Vmuestra∗ 1000 ∗ 1000

ST(experimental) =93,892g − 93,885g

25ml∗ 1000 ∗ 1000

ST(experimental) = 280mg

L

Sólidos Suspendidos


𝑆𝑆 =W. Membranallena − W. Membranavacía

Vmuestra∗ 1000 ∗ 1000

SS =0,083g − 0,080g

25ml∗ 1000 ∗ 1000

SS = 120mg

L

Sólidos Totales Disueltos


STD =Wlleno − Wvacío

Vmuestra∗ 1000 ∗ 1000

𝑆𝑇𝐷 =133,268g − 133,264g

25ml∗ 1000 ∗ 1000

𝑆𝑇𝐷 = 160mg

L

Sólidos Totales (Teórico)


ST(teórico) = STD + SS

ST(teórico) = 160mg

L+ 120

mg

L

ST(teórico) = 280mg

L

Error Absoluto


Eabs = ST(teórico) − ST(experimental)

Eabs = 280mg

L− 280

mg

L

Eabs = 0mg

L

Error Relativo


𝐸𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 =Eabs

ST(teórico)∗ 100%

𝐸𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 =0

280mgL

∗ 100%

𝐸𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 = 0%

C. Análisis y presentación de los resultados

Tabla N°9

Resultados de pH, conductividad, oxígeno disuelto y potencial redox.


Tabla N°10 Resultados de los parámetros de espectroscopia, obtenidos en el laboratorio, mediante el

uso del espectrofotómetro.


Tabla N°11

Resultados de alcalinidad y dureza usando las ecuaciones [5] y [6].


Parámetros Directos

pH 7,45

Conductividad 890 us

cm

Oxígeno Disuelto 7,06 mg

L

Potencial Redox 308,1 mV

Parámetros de Espectroscopia

Concentración (ppm)

Nitratos 0,1 ppm

Sulfatos 7 ppm

Fosfatos 2 ppm

Hierro 0,03 ppm

Parámetros Gravimétricos

𝐀𝐥𝐜𝐚𝐥𝐢𝐧𝐢𝐝𝐚𝐝 144 mg

LCaCO3

𝐃𝐮𝐫𝐞𝐳𝐚 86,074 mg

LCaCO3

Tabla N°12

Resultados de los sólidos, siendo estos parámetros volumétricos, obtenidos con las

ecuaciones [8], [9], [10], [11], [12] y [13] respectivamente.


Tabla N°13

Comparación de los datos obtenidos con los límites máximos establecidos según el libro

de TULAS mediante al análisis de agua, con muestras del Río Pita.


Parámetros Volumétricos

Sólidos Totales experimental (ST experimental) 280mg

L

Sólidos Suspendidos (SS) 120mg

L

Sólidos Totales Disueltos (STD) 260mg

L

Sólidos Totales teórico (ST teórico) 280mg

L

Error Absoluto 0 mg

L

Error Relativo 0%

Parámetros Expresión Unidades Resultados

Obtenidos

Especificación

TULAS

Cumplimiento

(SI/NO)

pH pH - 7,45 6-9 SI

Conduct. No

registra

µS/cm 890 0-1000 SI

Oxígeno

disuelto

OD

mg

L

7,06

No menor al

80% del

oxígeno de

saturación y

no menor a 6

mg/L

SI

Solidos

Totales

No

registra

mg

L

280 1000 SI

Solidos

Disueltos

No

registra

mg

L

160 500 en

E.E.U.U.

SI

Dureza

Total

CaCO3 mg

L

86,074 500 SI

Alcalinidad CaCO3 mg

L

144 50 - 1000

ppm de

CaCO3

SI

Sulfatos SO42- mg

L

7 400 SI

Fosfatos PO43- mg

L

2 - -

Nitratos NO3- mg

L

0,1 10 SI

Hierro Fe mg

L

0,03 0,3 SI

TABLA N°14 Índice de calidad del agua del Río Pita según los parámetros (ICA), en la zona del

Molinuco.


Dónde:

ICA = índice de calidad del agua total o global del cuerpo de agua.

Ii = índice de calidad para el parámetro i

Wi = Coeficiente de ponderación del parámetro i

n = Número total de parámetros

7. DISCUSIÓN CIENTÍFICA

A. Resumen del resultado y conclusiones del experimento realizado

El potencial de hidrógeno que se encuentra entre los límites de 6 a 9, requieren

únicamente un tratamiento convencional. La conductividad de nuestros sistemas de aguas

continentales se encuentra generalmente en el rango de 50 y 1.500 𝜇𝑆𝑖𝑒𝑚𝑒𝑛𝑠/𝑐𝑚. Los

límites máximos permisibles para el agua de consumo humano y de uso doméstico, que

únicamente requieren tratamiento convencional demandan que el oxígeno disuelto no sea

menor al 80% del oxígeno de saturación y no menor a 6 mg/L; por lo tanto, los primeros

resultados de los parámetros obtenidos mediante el uso del pH-metro previamente

calibrado para medir pH, y el en los límites establecidos en el libro de TULAS.

En nuestro país, el límite máximo permisible para Nitratos, Sulfatos y Hierro es

de 10,0 mg/L, 400 mg/L y 1,0 mg/L respectivamente, en las aguas de consumo humano

y uso doméstico. Los resultados obtenidos se encuentran dentro del límite establecido en

el libro de TULAS. El límite de dureza máximo permitido para que el agua sea de

Parámetros Exp. Unid. Muestreo Límite

Máx.

𝐖𝐢 I 𝐖𝐢 ∗ 𝐈

Olor Inodoro

pH - - 7,45 6 a 9 1 151,208 151,208

Conductividad - μs/cm 890 0-1000 2 0 0

Turbidez - NTU - 0-100 0,5 1 1

ST - mg/L 280 1000 - - -

STD - mg/L 160 500 5 106,3 531,5

Dureza Total CaCo3 mg/L 86,074 500 1 66,716 66,716

Alcalinidad CaCo3 mg/L 144 50-100 1 41,661 41,661

ANIONES

Cloruros Cl− mg/L 0 - 250 0,5

Fosfatos PO43−

mg/L 2 - 2 24,873 49,747

Nitratos NO3− mg/L 0,1 10 2 357,314 714,629

ORGÁNICOS

𝐎𝟐Disuelto OD mg/L 7,06 No < 6 5 92,408 462,042

Demanda

Bioquímica de

Oxígeno

DBO5

mg/L

-

100

5

-

-

METALES

Hierro Fe mg/L 0,03 1 - - -

SUMATORIA n=25 2018,005

ICA 80,720

consumo humano, de uso doméstico y que requiera únicamente tratamiento convencional

es de 500 mg/L. Los resultados obtenidos mediante las ecuaciones de cada parámetro,

nos indican que la dureza es relativamente baja, cumpliendo con los límites establecidos

en el libro de TULAS.

Por último, para sólidos disueltos por litro, la recomendación para el agua bebible

es de 500 mg, en el Ecuador el límite máximo para sólidos disueltos totales es de 1000

mg/L. Por lo tanto los sólidos calculados cumplen con los límites establecidos en el libro

de TULAS. El error absoluto y relativo fue cero, lo que quiere decir que no existe ningún

error en los cálculos, demostrando un buen muestreo de agua y habilidad en el laboratorio.

Por lo tanto, el agua del Río Pita que se encuentra a la altura de la cascada del

Molinuco, se encuentra dentro de los límites máximos permisibles para aguas de consumo

humano y uso doméstico, que únicamente requieren tratamiento convencional.

En los análisis químicos realizados a la muestra de agua (pH, Conductividad,

Sólidos Totales, Acidez, Sulfatos, Nitritos, Hierro, Dureza total y Oxígeno disuelto) del

Río Pita, zona “El Molinuco”, se obtuvo un resultado ICA de 80,720 encontrándose

dentro del límite 70-84, indicando una calificación de Aceptable; en el abastecimiento

público tiene una ligera purificación; en cuanto a la recreación es aceptable pero no

recomendable; en cuanto a la pesca y vida acuática es aceptable excepto para las especies

sensibles, finalmente, en cuanto a industrial y agrícola tiene ligera purificación para

algunos procesos. (Ver Anexo)

B. Crítica de la técnica y de la metodología aplicada

Para el desarrollo del proyecto, cada grupo debió traer una muestra de agua del

Río Pita, en nuestro caso a la altura del Molinuco, embotellada y debidamente etiquetada.

Para el ingrese al laboratorio, es necesario contar con mandil, guantes y gafas.

Antes de iniciar el trabajo experimental se debe verificar cuidadosamente que todo el

material de vidrio está limpio y seco. De lo contrario, se procede a lavarlo con agua y

jabón y secarlo en la estufa.

Identificar los reactivos con los que va a trabajar, riesgos, condiciones de

manipulación y normas de seguridad y por último obedecer las recomendaciones dadas

por el docente.

El análisis de calidad de agua del Río Pita, muestreado en la zona del Molinuco

tuvo un resultado aceptable, esto se debe a las destrezas aplicadas en la laboratorio en

cuanto al uso de los instrumentos, el buen manejo de los equipos y el cuidado al utilizar

los diferentes reactivos.

La metodología aplicada fue muy sencilla, con ayuda del docente y los libros de

Standard Métodos nos fue posible realizar el análisis de volumetría, espectrometría y

gravimetría en una semana, debido a esto los resultados obtenidos fueron precisos,

indicando que se encuentran dentro del límite máximo para uso doméstico y consumo

humano.

Los análisis de pH, conductividad, oxígeno disuelto y potencial redox, fueron

imposibles de hacer in situ, debido a la extensa cantidad de grupos y los pocos equipos

existentes en el laboratorio, por lo que sus valores podrían haber variado, sin embargo el

uso del cooler para almacenar las muestras, permitió que estas se encuentren frías y en

una temperatura similar a la que el río tenía cuando sacamos la muestra de agua.

8. BIBLIOGRAFÍA

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9. ANEXOS

Anexo N°1

Salida de campo al lugar de la recolección de la muestra, sector El Molinuco.

Coordenadas de la ubicación para la recolección de la muestra*

Punto 9 del Río Pita, zona del muestreo: El Molinuco*

Anexo N°2

Toma de la muestra y contra-muestra de agua del Río Pita

Recolección de la muestra tomando en Primer envase sumergido en el balde,

cuenta las normas de seguridad. siendo la muestra. A. Caizaluisa*

De izquierda a derecha: C. Borja y

A. Caizaluisa*

Segundo envase sumergido en el balde, Muestras etiquetadas y colocadas de

siendo la contra-muestra. C. Borja* inmediato en el cooler. De izquierda

a derecha: A. Caizaluisa y C. Borja*

Finalizando con la recolección de Muestra y contra-muestra,

las muestras. De izquierda a derecha: debidamente etiquetadas*

A. Caizaluisa y C. Borja*

Anexo N°3

3 mediciones del potencial de hidrógeno (pH), tomadas en el laboratorio*

Anexo N°4

Datos de las medidas de izquierda a derecha: Oxígeno Disuelto, Conductividad y

Potencial Redox tomadas en el laboratorio*

Anexo N°5

Electrodos utilizados para las mediciones de: Potencial Redox, Conductividad y

Oxígeno Disuelto respectivamente, marca HACH*

Anexo N°6

Proceso para determinar: Nitratos, Sulfatos, Fosfatos y Hierro; agitando las muestras

con los diferentes sobres. L. López*

Anexo N°7

Datos de las concentraciones de: Hierro, Sulfato, Fosfato y Nitrato respectivamente,

obtenidos en el laboratorio y medidos en el espectrofotómetro*

Anexo N°8

Determinación de la dureza en el agua.

Reactivos: Negro de ericromo, EDTA 25 ml de muestra con 1ml de

y Buffer de dureza respectivamente, buffer de dureza, obteniendo

usados para la dureza* un cambio de color, de transparente

a violeta*

Muestra titulada con

4.3 ml de volumen gastado

de EDTA 0,01 M*

Titulación de la muestra con

EDTA 0,01 M con cuidado.

A. Caizaluisa*

Anexo N°9

Proceso de determinación de alcalinidad en el agua.

Anexo N°10

Determinación de Sólidos Totales

Medición de 25ml de muestra para determinar sólidos totales. C. Borja*

Anexo N°11

Sólidos Suspendidos

Uso del equipo de filtración al vacío para determinar sólidos suspendidos. L. López*

Peso de las membranas con la caja petri, de izquierda a derecha: membrana vacía y

membrana llena de sólidos*

Anexo N°12

Límites máximos permisibles para aguas de consumo humano y uso doméstico, que

únicamente requieren tratamiento convencional. (TULAS)

Anexo N°13 Límites máximos permisibles para aguas de consumo humano y uso doméstico que

únicamente requieran desinfección. (TULAS)

Anexo N°14

Rangos de calificación del ICA según criterio general.

Anexo N°15

Escala de clasificación del índice de calidad de agua en función del uso.

proyecto calidad del agua terminado final

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