Analisis Fisico Del Agua

 

ANÁLISIS FÍSICO DEL AGUA

Blgo. M Sc. Luis Eduardo Rodríguez Pérez

 

P R METROS DE C L LIID D DE L S GU S 

 Antes de proceder a una descripción de los procesos disponibles para mejorar la calidad de las aguas, es con co nve veni nien ente te re revi visa sarr lo los s pa pará ráme metr tros os util utiliz izad ados os para para definir su calidad.

  Algunos de estos parámetros se utilizan en el control

de los procesos de tratamiento realizando mediciones de forma continua o discreta.    Los parámetros se pueden clasificar en cuatro cuatro grandes

grupos: físicos,, químicos, biológicos y radiológicos. grupos: físicos

 

FÍSICOS Color  Olor  Turbidez 

Sólidos en suspensión  Temperatura  Densidad 

Sólidos  Conductividad  Radioactividad 

3

 

PARÁMETROS FÍSICOS I)

 Color



Es el resultado de la presencia de materiales de origen vegetal talles co ta com mo ác áciido dos s húm úmic icos os,, tu turrba ba,, pla lanc nctton on,, y de ci cie ert rtos os metales como hierro, manganeso, cobre y cromo, disueltos disueltos o en suspensión. Constituye

un

aspecto

impor tante

en

términos

de

consideraciones estéticas. Los efect ctos os de dell co colo lorr en la vi vida da ac acuá uáti tica ca se ce cen ntr tran an en la disminución de la transparencia, que provoca un efecto barrera a la luz solar, tr tra aducido en la reducción de los procesos fotosintéticos. 4

 

 El agua pura sólo es azulada en grandes espesores.  En gene genera rall pres presen enta ta co colo lore res s indu induci cido dos s por por mate materi rial ales es

orgánicos de los suelos vegetales, como el color amarillento amarillent o debido a los ácidos húmicos.  La presencia de hierro puede darle color rojizo, y la del

manganeso un color negro. 

El color afecta estéticamente la potabilidad de las aguas, pued pu ede e re repr pres esen enta tarr un pote potenc ncia iall colo colora rant nte e de ciert ciertos os productos cuando se utiliza como material de proceso, y un potencial espumante en su uso en calderas.

 

   Las medidas de color se hacen normalmente en

labo la bora rattorio orios, s, por por com compa para raci ción ón co con n un es está tánd ndar ar arbitrario a base de cloruro de cobalto, CI2Co, y clorop clor opla lati tina natto de pota tasi sio, o, y se expre presa en un una a escala de unidades de Pt-CO (unidades Hazen) o simplemente Pt.

 

   Las

aguas subterráneas no suelen sobrepasar

valores de 5 ppm de Pt, pero las superfi rficiales pueden alcanzar varios centenares de ppm.

  Según el origen del color los principales tratamientos

de eliminación pueden ser la coagulación y filtración, la cloración, o la adsorción en carbón activo.

 

Olor

fenoles, ácido sulfhídrico, etc.    Es debido a cloro, fenoles,   La percepción del olor no constituye una medida, sino una

apreciación y tiene, por tanto, un carácter subjetivo.    El olor raramente es indicativo indicativo de la presencia de sustancias

peligrosas en el agua, pero sí puede indicar la existencia de una un a ele elevad ada a acti activi vida dad d biol biológ ógic ica. a. Por el ello lo,, en el caso caso de aguas potable, no debería apreciarse olor alguno, no sólo en el momento de tomar la muestra sino   a posteriori  (10   (10 días en recipiente cerrado y a 20ºC).

 

 El

sabor

y

olor

del

agua

son

determinaciones

orga or gano nolé lépt ptic icas as de de dete term rmin inac ació ión n su subj bjet etiv iva, a, para para las las cua cu ales les no exi xist sten en ins nstr tru umen enttos de ob obse serv rvac aciión, ón, ni registro, ni unidades de medida.  Tienen un interés evide den nte en las aguas potables

destinadas al consumo humano.  Las aguas adquieren un sabor salado a partir de los 300

ppm de CI-, y un gusto salado y amargo con más de 450 ppm de SO4=.  El CO2 libre le da un gusto picante.

aza as de fen enol oles es u otr tros os co com mpu pue estos stos org orgánic ánicos os le  Traz

confieren un color y sabor desagradables.  

PARÁMETROS FÍSICOS II)

TUR IDEZ 

. La turbidez es la dificultad del agua para transmitir la luz debido a materiales insolubles en suspensión, coloidales o

muy fi fin nos, que se presenta tan n principalmente en aguas superficiales.  Son difíciles de decantar y filtrar, y pueden dar lugar a la formación de depósitos en las conducciones de agua, equipos de proceso, etc.  La medición se hace por comparación con la turbidez inducida

por diversas sustancias.

10  

 La medición en ppm de SiO2 fue la más utilizada, pero

existen diferencias en los valores obtenidos según la sílice y la técnica empleada por un laboratorio u otro.  Existen diversos tipos de turbidímetros modernos dando

valores numéricos prácticamente idénticos.  El

fundamento

del

turbidímetro

de

Jackson

es

la

observación de una bujía a través de una columna del agua ensayada, cuya longitud se aumenta hasta que la llama desaparece.

 

 Con una célula fotoeléctrica fotoeléctrica se mejora la medida.  El aparato se puede calibrar mediante suspensiones

de polímero de formacina, con lo cual se deriva a una escala en unidades de formacina. formacina.  En el nefelómetro se mide la intensidad de luz difractada al incidir un rayo luminoso sobre las partículas en suspensión y recogida sobre una célula fotoeléctrica.

 

 La unidad nefelométrica nefelométrica (NTU o UNF), la unidad Jackson

(JTU), y la unidad de formacina (FTU) se pueden intercambiar a efectos prácticos.  Las aguas subterráneas suelen tener valores inferiores a 1 ppm de sílice, pero las superfi rficiales pueden alcanzar varias decenas.  Las aguas con 1ppm son muy transparentes y permiten ver a su través hasta profundidades de 4 ó 5 m.  Con 10 ppm, que sería el máximo deseable para una buen bu ena a op oper erac ació ión n de lo los s fi filt ltrros, os, la tr tran ansp spar aren enci cia a se acerca al metro de profundidad.  Por enci encima ma de 100 pp ppm m la tra trans nspa pare renc nciia es está tá por debajo de los 10 cm y los filtros se obstruyen rápidamente.  La

turbidez se elimina mediante coagulación, decantación y filtración.

procesos

de

 

  Es una medida de la dispersión de la luz por el agua por

la pre presen sencia cia de mat mater erial iales es sus suspe pendi ndidos dos coloid coloidale ales s y/o y/o particulados.    La materia suspendida puede indicar un cambio en la

calidad del agua y/o la presencia de sustancias inorgánicas finamente divididas o de materiales orgánicos.   La turbidez es un factor ambiental importante ya que la

acti ac tivi vida dad d fotos otosin inté téti tica ca de depe pend nde e en gran gran me medi dida da de la penetración de la luz.

 

  La turbidez interfiere con los usos recreativos y el aspecto

estético del agua.   La turbidez constituye un obstáculo para la eficacia de los

tratamientos de desinfección. desinfección.   La transparencia del agua es muy importante en las de

aguas potables y en el caso de industrias que producen materiales destinados al consumo humano.

 

PARÁMETROS FÍSICOS III) 



 Temperatura

  La tem temperatur peratura a de las aguas resi residuales duales es importante importante a causa de sus efectos sobre la solubilidad del oxígeno y, en consecuencia, sobr so bre e la vel eloc ocid idad ad en el me meta tabo boli lism smo, o, di difu fusi sión ón y re reac acci cion ones es químicas y bioquímicas.



  El empleo de agua p para ara refrigeración (por ejempl ejemplo o en las centrales nucleares) conlleva un efecto de calentamiento sobre el medio receptor que se denomina contaminación térmica.



  Temperaturas elev elevadas adas implican la aceleración de la putrefacción, con lo que aumenta la DBO y disminuye el oxígeno disuelt disuelto. o.

16  

PARÁMETROS FÍSICOS IV) Sólidos 

  Se denominan así a todo todos s aquellos element elementos os o compuest compuestos os presentes en el agua que no son agua ni gases. Atendiendo a esta de defi fin nici ció ón se pueden clasifi fic car en disueltos y en susp su spen ens sió ión n. En ca cada da uno de ell llo os, a su vez ez,, se pue uede den n diferenciar los sólidos volátiles y los no volátiles.

Sóli Só lido dos s en su susp spen ensi sión ón 

  Comprenden

a

todas

aquellas

sustancias

que

están

suspendidas en el seno del agua y no decantan de forma natural. .

17  

   La medida de sólidos totales disueltos (TDS) es un índice

de la cantidad de sustancias disueltas en el agua que propor oporci cion ona a una ind ndiicaci cación ón de la cal calidad dad quím uímica ca.. Analíticamente se define como residuo filtrable total (en mg/L).   El término sólidos en suspensión describe a la materia orgánica e inorgánica particulada existente en el agua. Su presencia participa en el desarrollo de la turbidez y el colo co lorr de dell ag agua ua,, mien mientr tras as que la de sóli sólido dos s di disu suel elttos determina la salinidad del medio, y en consecuencia la conductividad del mismo

 

Conductividad

Es la medida de la capacidad del agua para transportar la corriente eléctrica y permite conocer la concentración de especies iónicas presentes en ella. La contribución de cada especie iónica a la conductividad es diferente por lo que su medida da un valor que no está rela re laci cion onad ado o co con n el nú núme merro to tota tall de ione iones s en so solu luci ción ón.. Depende también de la temperatura. Está relacionada con el residuo fijo por la expresión conductividad (S/cm) x f = residuo fijo (mg/L) El valor de f varía entre 0.55 y 0.9.

 

 La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad

del agua para conducir la electricidad.  Es indicativa de la materia ionizable total presente en el

agua.  El

agua

pura

contribuye

mínimamente

a

la

conductividad, y en su casi totalidad es el resultado del movimiento de los iones de las impurezas presentes.  La

resistividad

conductividad.

es

la

medida

recíproca

de

la

 

 El

aparato

utilizado

es

el

conductivímetro

cuyo

fundamento es la medida eléctrica de la resistencia de paso de la electricidad entre las dos caras opuestas de un prima rectangular comparada con la de una solución de CIK a la misma temperatura y referida a 20 grados centígrados.

 

La medida de la conductividad es una buena forma de control de calidad de un agua, siempre que:    No

se

trate

de

contaminación

orgánica

por

sustancias no ionizables.    Las mediciones se realizan a la misma temperatura.    La composición del agua se mantenga relativamente relativamente

constante.

 

 La unidad estándar de resistencia eléctrica es el ohm

y

la

resistividad

de

las

aguas

se

expresa

convenientemente en megaohm-centímetro. cond nduc ucti tivi vida dad d se expre xpresa sa en el valo valorr recí recípr proco oco,,  La co normalmente como microsiemens por centímetro.  Para el agua ultrapura los valores respectivos son de

18,24 Moh ohm ms. s.c cm y 0,0 ,05 5483 ps/cma 25 grados centígrados.

 

PARÁMETROS FÍSICOS V)

 Radiactividad



La contaminación radiactiva se origina por los radioelementos naturales (uranio, torio y actinio) y sus productos de descomposición, procedentes procedentes tanto de fuentes naturales, como por las actividades humanas: pruebas de armamento nuclear, operaciones relacionadas con la obtención de energía atómica, extracción

de

minerales,

generación

industriales o en medicina, etc.

de

energía,

usos

24  

 La mayoría de los compuestos radioactivos tienen muy

baja solubilidad en agua y son adsorbidos en las superficies de las partículas, por lo que los niveles de radiactividad en aguas naturales son normalmente normalmente bajos.  Las aguas superficiales presentan unas concentraciones

más bajas que las aguas subterráneas.

 

Densidad    Las medidas de densidad son necesarias en aguas de alta

salinidad para convertir medidas de volumen en peso.   Es práctica común medir volumétricamente la cantidad

de muestra usada para un análisis y expresar los resultados como peso/volumen (por ejemplo, mg/L).   Aunque ppm y mg/L sólo son medidas idénticas cuando

la densidad de la muestra es 1, para muchas muestras se acepta el pequeño error que se introduce al considerar que 1 ppm es 1 mg/L.