Parámetros Físicos
Sabor y Olor
Estos parámetros son determinaciones organolépticas y de determinación subjetiva, para dichas observaciones no existen instrumentos de observación, ni registro, ni unidades de medida.
Tienen un interés muy evidente en las aguas potables dedicadas al consumo humano y podemos establecer ciertas "reglas":
Las aguas adquieren un sabor salado a partir de 300 ppm de Cl-, y un gusto salado y amargo con más de 450 ppm de SO4=. El CO2 libre en el agua le da un gusto "picante". Trazas de fenoles u otros compuestos orgánicos le confieren un olor y sabor desagradables.
Color
El color es la capacidad de absorber ciertas radiaciones del espectro visible. Existen muchas causas y por ello no podemos atribuirlo a un constituyente en exclusiva, aunque algunos colores específicos dan una idea de la causa que los provoca, sobre todo en las aguas naturales. El agua pura es bastante incolora sólo aparece como azulada en grandes espesores.
En general presenta colores inducidos por materiales orgánicos de los suelos vegetales:
Color amarillento debido a los ácidos húmicos.
Color rojizo, suele significar la presencia de hierro.
Color negro indica la presencia de manganeso.
El color, por sí mismo, no descalifica a un agua como potable pero la puede hacer rechazable por estética, en aguas de proceso puede colorear el producto y en circuito cerrado algunas de las sustancias colorantes hacen que se produzcan espumas. Las medidas de color se hacen en laboratorio por comparación, y se suelen medir en ppm de Pt, las aguas subterráneas no suelen sobrepasar las 5 ppm de Pt pero las superficiales pueden alcanzar varios cientos de ppm de Pt. La eliminación suele hacerse por coagulación-floculación con posterior filtración o la absorción en carbón activo.
Turbidez
Es la dificultad del agua para transmitir la luz debido a materiales insolubles en suspensión, coloidales o muy finos y que se presentan principalmente en aguas superficiales, en general son muy difíciles de filtrar y pueden dar lugar a depósitos en las conducciones. La medición se hace por comparación con la turbidez inducida por diversas sustancias, la medición en ppm de SiO2 ha sido muy utilizada pero se aprecian variaciones según la sílice y la técnica empleadas. Otra forma es mediante célula fotoeléctrica, existen numerosos tipos de turbidímetros.
Se elimina por procesos de coagulación, decantación y filtración.
Conductividad y Resistividad
La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad y la resistividad es la medida recíproca. Son indicativas de la materia ionizable presente en el agua. El agua pura prácticamente no conduce la electricidad; por lo tanto la conductividad que podamos medir será consecuencia de las impurezas presentes en el agua. Es por lo tanto un parámetro físico bastante bueno para medir la calidad de un agua, pero deben de darse tres condiciones fundamentales para que sea representativa:
No se trate de contaminación orgánica por sustancias no ionizables.
Las mediciones se realicen a la misma temperatura.
La composición del agua se mantenga relativamente constante.
El aparato para las mediciones se llama conductivímetro, y básicamente lo que hace es medir la resistencia al paso de la corriente entre dos electrodos que se introducen en el agua, y se compara para su calibrado con una solución tampón de ClK a la misma temperatura y 20 ºC.
La unidad para la resistividad es el Ohm, pero se emplea el MegaOhm por cm, la de la conductividad es el Siemens, pero como es muy grande se suele emplear el micro siemens por cm.
Incluimos una pequeña tabla que nos dará una idea según la medida o la composición del agua.
Conductividad
Temperatura de la muestra 25 ºC
Conductividad (µS/cm)
Agua Ultrapura
0,05
Agua alimentación calderas
1 a 5
Agua Potable
50 a 100
Agua de Mar
53.000
5% de NaOH
223.000
50% NaOH
150.000
10% ClH
700.000
32% de ClH
700.000
31% NO3H
865.000
Parámetros Químicos
pH
Anteriormente ya hemos definido el valor pH, como la medida de la concentración de los iones hidrógeno. Nos mide la naturaleza ácida o alcalina de la solución acuosa.
La mayoría de las aguas naturales tienen un pH entre 6 y 8.
Dureza
Ya hemos profundizado con anterioridad sobre la dureza; la hemos definido e incluso tabulado en función de las sales que contiene el agua, hemos definido sus unidades de medida y las correspondientes equivalencias. La dureza, como ya sabemos, es debida a la presencia de sales de calcio y magnesio y mide la capacidad de un agua para producir incrustaciones.
Afecta tanto a las aguas domésticas como a las industriales y desde el punto de vista de la ósmosis inversa es uno de los principales parámetros que se deben controlar.
Las aguas con menos de 50 ppm de CO3Ca se llaman blandas.
Hasta 100 ppm de CO3Ca, ligeramente duras.
Hasta 200 ppm de CO3Ca, moderadamente duras.
Y a partir de 200 ppm de CO3Ca, muy duras.
Lo frecuente es encontrar aguas con menos de 300 ppm de carbonato cálcico, pero pueden llegar hasta 1000 ppm e incluso hasta 2000 ppm.
La estabilidad de las aguas duras y alcalinas se verá más adelante cuando tratemos el Índice de Langelier.
La eliminación de la dureza se hace, principalmente, por descalcificación o ablandamiento por intercambio iónico con resinas.
Alcalinidad
La alcalinidad es una medida de neutralizar ácidos. Contribuyen, principalmente, a la alcalinidad de una solución acuosa los iones bicarbonato (CO3H-), carbonato (CO3=), y oxidrilo (OH-), pero también los fosfatos, ácido silícico u otros ácidos de carácter débil. Su presencia en el agua puede producir CO2 en el vapor de calderas que es muy corrosivo y también puede producir espumas, arrastre de sólidos con el vapor de calderas, etc. Se mide en las mismas unidades que la dureza. Se corrige por descarbonatación con cal, tratamiento ácido o desmineralización por intercambio iónico.
Coloides
Es una medida del material en suspensión en el agua que, por su tamaño alrededor de 10-4 ~10-5 mm, se comportan como una solución verdadera y atraviesa el papel de filtro.
Los coloides pueden ser de origen orgánico (macromoléculas de origen vegetal) o inorgánico (oligoelementos: óxidos de hierro y manganeso).
Se eliminan por floculación y coagulación, precipitación y eliminación de barros. La filtración es insuficiente y se requiere ultrafiltración.
Acidez mineral
La acidez es la capacidad para neutralizar bases. Es bastante raro que las aguas naturales presenten acidez, no así las superficiales. Es responsable de corrosión se mide en las mismas unidades que la alcalinidad y se corrige por neutralización con álcalis.
Sólidos Disueltos
Los sólidos disueltos o salinidad total, es una medida de la cantidad de materia disuelta en el agua.
El origen puede ser múltiple tanto en las aguas subterráneas como en las superficiales.
Para las aguas potables se fija un valor máximo deseable de 500 ppm, este dato por si sólo no es suficiente para catalogar la bondad del agua.
El proceso de tratamiento, entre otros, es la ósmosis inversa.
Sólidos en Suspensión
Se suelen separar por filtración y decantación. Son sólidos sedimentables, no disueltos, que pueden ser retenidos por filtración. Las aguas subterráneas suelen tener menos de 1 ppm, las superficiales pueden tener mucho más dependiendo del origen y forma de captación.
Sólidos Totales
Es la suma de los dos anteriores disueltos y en suspensión.
Residuo Seco
Se llama así al peso de los materiales que quedan después de evaporar un litro del agua en cuestión. Si previamente le hemos hecho una buena filtración corresponderá al peso total de sustancias disueltas, sean volátiles o no. La temperatura a que se hace la evaporación influye en los resultados, por las transformaciones que puede haber y las pérdidas, por ejemplo, de gas carbónico CO2.
Cloruros
El ión cloruro Cl-, forma sales muy solubles, suele asociarse con el ión Na+ esto lógicamente ocurre en aguas muy salinas. Las aguas dulces contienen entre 10 y 250 ppm de cloruros, pero también se encuentran valores muy superiores fácilmente. Las aguas salobres contienen millares de ppm de cloruros, el agua de mar está alrededor de las 20.000 ppm de cloruros.
Sulfatos
El ión sulfato (SO4=), corresponde a sales de moderadamente solubles a muy solubles. Las aguas dulces contienen entre 2 y 250 ppm y el agua de mar alrededor de 3.000 ppm. Recordemos, como ya hemos dicho, que el agua pura se satura de SO4Ca a unas 1.500 ppm, lo que ocurre es que la presencia de otras sales de calcio aumenta la solubilidad. En cantidades bajas no perjudica seriamente al agua pero algunos centenares de ppm pueden perjudicar seriamente la resistencia del hormigón.
Nitratos
El ión nitrato (NO3-) forma sales muy solubles y estables. En un medio reductor puede pasar a nitritos, nitrógeno e incluso amoníaco. Las aguas normales contienen menos de 10 ppm, y
el agua de mar hasta 1 ppm. Aguas con infiltraciones de zona de riego con contaminación por fertilizantes pueden tener hasta varios centenares de ppm. Concentraciones muy elevadas en agua de bebida puede producir la cianosis infantil. Su presencia junto con fosfatos, en aguas superficiales, provocan la aparición de un excesivo crecimiento de algas es lo que se conoce como eutrofización.
Fosfatos
El ión fosfato (PO4-3) en general forma sales muy poco solubles y precipita fácilmente como fosfato cálcico. Como procede de un ácido débil contribuye, como ya hemos visto, a la alcalinidad del agua. No suele haber en el agua más de 1 ppm, salvo en los casos de contaminación por fertilizantes.
Fluoruros
El ión fluoruro (F-), corresponde a sales de solubilidad muy limitada, suele encontrase en cantidades superiores a 1 ppm. Hay quien mantiene que alrededor de dicha concentración puede resultar beneficioso para la dentadura, en nuestra opinión no es aconsejable añadirlo al agua con este objeto, ya que también se almacena en el organismo y no existen estudios a largo plazo de efectos secundarios.
Sílice
La sílice, SiO2 se encuentra en el agua disuelta como ácido silícico SiO4H4 y como materia coloidal; contribuye a provocar algo de alcalinidad en el agua. Las aguas naturales contienen entre 1 y 40 ppm, pudiendo llegar a las 100 ppm.
Bicarbonatos y Carbonatos
Como ya hemos visto anteriormente, existe una estrecha relación entre los iones bicarbonato CO3H- , carbonato CO3=, el CO2 gas y el CO2 disuelto.
El equilibrio, como ya vimos, está muy afectado por el pH; todos estos iones contribuyen, fundamentalmente, a la alcalinidad del agua.
Las aguas dulces suelen contener entre 50 y 350 ppm de ión bicarbonato, y si el pH es inferior a 8,3, no habrá ión bicarbonato. El agua de mar contiene alrededor de 100 ppm de ión bicarbonato.
Otros Componentes Aniónicos
Los sulfuros, S=, y el ácido sulfhídrico son muy característicos de medios reductores, pero en general las aguas contienen menos de 1 ppm, su principal característica es que el agua tiene muy mal olor. Los compuestos fenólicos afectan a la potabilidad, con olores y gustos especialmente desagradables, sobre todo después de un proceso de cloración. Los detergentes son ligeramente tóxicos y presentan problemas de formación de espumas y consumen el oxígeno del agua. Los ácidos húmicos pueden afectar a procesos de pretratamientos e intercambio iónico.
Sodio
El ión sodio, Na+, el primero de los componentes catiónicos que vamos tratar corresponde a sales de solubilidad muy elevada y muy difíciles de precipitar; suele estar asociado con el ión cloruro Cl-. El contenido en aguas dulces está entre 1 y 150 ppm, pero se pueden encontrar casos de hasta varios miles de ppm. Las aguas de mar contienen alrededor de 11.000 ppm.
Potasio
El ión potasio, K+, también corresponde a sales de muy alta solubilidad y difíciles de precipitar.
Las aguas dulces no suelen contener más de 10 ppm. El agua de mar contiene alrededor de 400 ppm. Vemos que son valores mucho menos importantes que los del catión sodio.
Calcio
El ión calcio, Ca++, forma sales generalmente poco solubles, en algunos casos de solubilidad muy moderada pero la mayoría son muy insolubles. Ya hemos visto que precipita fácilmente
como carbonato cálcico. Es el principal componente de la dureza del agua y causante de incrustaciones.
Las aguas dulces suelen contener de 10 a 250 ppm, pudiendo llegar hasta 600 ppm. El agua de mar alrededor de 400 ppm.
Magnesio
El ión magnesio, Mg++, tiene propiedades muy similares a las del ión calcio, aunque sus sales son un poco más solubles y difíciles de precipitar. El hidróxido de magnesio es, sin embargo, menos soluble. Las aguas dulces suelen contener entre 1 y 100 ppm. El agua de mar contiene alrededor de 1.300 ppm. Su aparición en el agua potable con varios centenares de ppm provoca un sabor amargo y efectos laxantes.
Hierro
Es un catión muy importante desde el punto de vista de contaminación, aparece en dos formas: ión ferroso, Fe++, o más oxidado como ión férrico, Fe+++. La estabilidad y aparición en una forma u otra depende del pH, condiciones oxidantes o reductoras, composición de la solución , etc. Afecta a la potabilidad de las aguas y es un inconveniente en los procesos industriales por provocar incrustaciones.
Por todo lo anterior, las aguas subterráneas sólo contienen el ión ferroso disuelto, que suele aparecer con contenidos entre 0 y 10 ppm, pero al airear el agua se precipita el hidróxido férrico de color pardo-rojizo, y se reduce el contenido a menos de 0,5 ppm. Para que parezcan contenidos de hierro de varias docenas de ppm hacen falta que el medio sea ácido.
Manganeso
El ión manganeso se comporta en la mayoría de los casos muy parecido al ión hierro, además de poder ser bivalente y trivalente positivo puede también presentarse con valencia +4 formando el MnO2 que es insoluble. Rara vez el agua contiene más de 1 ppm y requiere un pH ácido.
La forma manganoso Mn++ que es la más general por aireación se oxida y precipita con un color negruzco de MnO2.
Metales tóxicos
Los más comunes son el arsénico, el cadmio, el plomo, el cromo, el bario y el selenio. Todos deben ser seriamente controlados en el origen de la contaminación.
Gases Disueltos
El dióxido de carbono, CO2, es un gas relativamente soluble que se hidroliza formando iones bicarbonato y carbonato, en función del pH del agua. Las aguas subterráneas profundas pueden contener hasta 1.500 ppm pero las superficiales se sitúan entre 1 y 30 ppm, un exceso hace que el agua sea corrosiva.
El oxígeno, O2, por su carácter oxidante juega un papel importante en la solubilización o precipitación de iones que presenta alguna forma insoluble, su presencia en el agua es vital para la vida superior y para la mayoría de los microorganismos.
El ácido sulfhídrico, SH2, causa un olor a huevos podridos y es corrosivo.
El amoníaco, NH3, es un indicador de contaminación del agua, y en forma no iónica es tóxico para los peces. Con la cloración produce cloraminas, también tóxicas.
Parámetros Biológicos
Estos parámetros son indicativos de la contaminación orgánica y biológica; tanto la actividad natural como la humana contribuyen a la contaminación orgánica de las aguas: la descomposición animal y vegetal, los residuos domésticos, detergentes, etc.
Este tipo de contaminación es más difícil de controlar que la química o física y además los tratamientos deben estar regulándose constantemente.
Demanda Biológica de Oxígeno (DBO)
Mide la cantidad de oxígeno consumido en la eliminación de la materia orgánica del agua mediante procesos biológicos aerobios, se suele referir al consumo en 5 días (DBO5), también suele emplearse, pero menos el (DBO21) de 21 días. Se mide en ppm de O2 que se consume.
Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1 ppm, un contenido superior es sinónimo de contaminación por infiltración freática. En las aguas superficiales es muy variable y dependerá de las fuentes contaminantes aguas arriba. En las aguas residuales domésticas se sitúa entre 100 y 350 ppm. En las aguas industriales puede alcanzar varios miles de ppm, como por ejemplo: fabricación de aceites, alcoholes, industria de la alimentación, etc.
Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Mide la capacidad de consumo de un oxidante químico, dicromato, permanganato, etc..por el total de materias oxidables orgánicas e inorgánicas. Es un parámetro más rápido que el
anterior ya que es de medición casi inmediata, la unidad de medida son ppm de O2.
Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm. Las aguas residuales domésticas están entre 260 y 600 ppm.
Hay un índice que nos indicará el tipo de vertido, aguas arriba que tenemos en el agua que estamos analizando y es la relación (DBO / DQO) si es menor de 0,2 el vertido será de tipo inorgánico y si es mayor de 0,6 se interpretará que aguas arriba tenemos un vertido orgánico.
Carbón Orgánico Total
El COT es una medida del contenido de materia orgánica del agua. Es especialmente utilizable en pequeñas concentraciones. En presencia de un catalizador, el carbón orgánico se oxida a CO2; últimamente se está popularizando por la rapidez en la realización del análisis.
Parámetros Bacteriológicos
Este apartado no es muy propio del estudio sobre ósmosis inversa que estamos realizando, máxime si tenemos en cuenta que además somos fabricantes de ozonizadores para desinfección y en nuestra información de ese producto desarrollamos mucho mejor estos parámetros.
De todo el mundo es conocido que el "gran enemigo" es la bacteria Escherichia coli y el grupo de los coliformes en su conjunto.
Sabor y Olor
Estos parámetros son determinaciones organolépticas y de determinación subjetiva, para dichas observaciones no existen instrumentos de observación, ni registro, ni unidades de medida.
Tienen un interés muy evidente en las aguas potables dedicadas al consumo humano y podemos establecer ciertas "reglas":
Las aguas adquieren un sabor salado a partir de 300 ppm de Cl-, y un gusto salado y amargo con más de 450 ppm de SO4=. El CO2 libre en el agua le da un gusto "picante". Trazas de fenoles u otros compuestos orgánicos le confieren un olor y sabor desagradables.
Color
El color es la capacidad de absorber ciertas radiaciones del espectro visible. Existen muchas causas y por ello no podemos atribuirlo a un constituyente en exclusiva, aunque algunos colores específicos dan una idea de la causa que los provoca, sobre todo en las aguas naturales. El agua pura es bastante incolora sólo aparece como azulada en grandes espesores.
En general presenta colores inducidos por materiales orgánicos de los suelos vegetales:
Color amarillento debido a los ácidos húmicos.
Color rojizo, suele significar la presencia de hierro.
Color negro indica la presencia de manganeso.
El color, por sí mismo, no descalifica a un agua como potable pero la puede hacer rechazable por estética, en aguas de proceso puede colorear el producto y en circuito cerrado algunas de las sustancias colorantes hacen que se produzcan espumas. Las medidas de color se hacen en laboratorio por comparación, y se suelen medir en ppm de Pt, las aguas subterráneas no suelen sobrepasar las 5 ppm de Pt pero las superficiales pueden alcanzar varios cientos de ppm de Pt. La eliminación suele hacerse por coagulación-floculación con posterior filtración o la absorción en carbón activo.
Turbidez
Es la dificultad del agua para transmitir la luz debido a materiales insolubles en suspensión, coloidales o muy finos y que se presentan principalmente en aguas superficiales, en general son muy difíciles de filtrar y pueden dar lugar a depósitos en las conducciones. La medición se hace por comparación con la turbidez inducida por diversas sustancias, la medición en ppm de SiO2 ha sido muy utilizada pero se aprecian variaciones según la sílice y la técnica empleadas. Otra forma es mediante célula fotoeléctrica, existen numerosos tipos de turbidímetros.
Se elimina por procesos de coagulación, decantación y filtración.
Conductividad y Resistividad
La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad y la resistividad es la medida recíproca. Son indicativas de la materia ionizable presente en el agua. El agua pura prácticamente no conduce la electricidad; por lo tanto la conductividad que podamos medir será consecuencia de las impurezas presentes en el agua. Es por lo tanto un parámetro físico bastante bueno para medir la calidad de un agua, pero deben de darse tres condiciones fundamentales para que sea representativa:
No se trate de contaminación orgánica por sustancias no ionizables.
Las mediciones se realicen a la misma temperatura.
La composición del agua se mantenga relativamente constante.
El aparato para las mediciones se llama conductivímetro, y básicamente lo que hace es medir la resistencia al paso de la corriente entre dos electrodos que se introducen en el agua, y se compara para su calibrado con una solución tampón de ClK a la misma temperatura y 20 ºC.
La unidad para la resistividad es el Ohm, pero se emplea el MegaOhm por cm, la de la conductividad es el Siemens, pero como es muy grande se suele emplear el micro siemens por cm.
Incluimos una pequeña tabla que nos dará una idea según la medida o la composición del agua.
Conductividad
Temperatura de la muestra 25 ºC
Conductividad (µS/cm)
Agua Ultrapura
0,05
Agua alimentación calderas
1 a 5
Agua Potable
50 a 100
Agua de Mar
53.000
5% de NaOH
223.000
50% NaOH
150.000
10% ClH
700.000
32% de ClH
700.000
31% NO3H
865.000
Parámetros Químicos
pH
Anteriormente ya hemos definido el valor pH, como la medida de la concentración de los iones hidrógeno. Nos mide la naturaleza ácida o alcalina de la solución acuosa.
La mayoría de las aguas naturales tienen un pH entre 6 y 8.
Dureza
Ya hemos profundizado con anterioridad sobre la dureza; la hemos definido e incluso tabulado en función de las sales que contiene el agua, hemos definido sus unidades de medida y las correspondientes equivalencias. La dureza, como ya sabemos, es debida a la presencia de sales de calcio y magnesio y mide la capacidad de un agua para producir incrustaciones.
Afecta tanto a las aguas domésticas como a las industriales y desde el punto de vista de la ósmosis inversa es uno de los principales parámetros que se deben controlar.
Las aguas con menos de 50 ppm de CO3Ca se llaman blandas.
Hasta 100 ppm de CO3Ca, ligeramente duras.
Hasta 200 ppm de CO3Ca, moderadamente duras.
Y a partir de 200 ppm de CO3Ca, muy duras.
Lo frecuente es encontrar aguas con menos de 300 ppm de carbonato cálcico, pero pueden llegar hasta 1000 ppm e incluso hasta 2000 ppm.
La estabilidad de las aguas duras y alcalinas se verá más adelante cuando tratemos el Índice de Langelier.
La eliminación de la dureza se hace, principalmente, por descalcificación o ablandamiento por intercambio iónico con resinas.
Alcalinidad
La alcalinidad es una medida de neutralizar ácidos. Contribuyen, principalmente, a la alcalinidad de una solución acuosa los iones bicarbonato (CO3H-), carbonato (CO3=), y oxidrilo (OH-), pero también los fosfatos, ácido silícico u otros ácidos de carácter débil. Su presencia en el agua puede producir CO2 en el vapor de calderas que es muy corrosivo y también puede producir espumas, arrastre de sólidos con el vapor de calderas, etc. Se mide en las mismas unidades que la dureza. Se corrige por descarbonatación con cal, tratamiento ácido o desmineralización por intercambio iónico.
Coloides
Es una medida del material en suspensión en el agua que, por su tamaño alrededor de 10-4 ~10-5 mm, se comportan como una solución verdadera y atraviesa el papel de filtro.
Los coloides pueden ser de origen orgánico (macromoléculas de origen vegetal) o inorgánico (oligoelementos: óxidos de hierro y manganeso).
Se eliminan por floculación y coagulación, precipitación y eliminación de barros. La filtración es insuficiente y se requiere ultrafiltración.
Acidez mineral
La acidez es la capacidad para neutralizar bases. Es bastante raro que las aguas naturales presenten acidez, no así las superficiales. Es responsable de corrosión se mide en las mismas unidades que la alcalinidad y se corrige por neutralización con álcalis.
Sólidos Disueltos
Los sólidos disueltos o salinidad total, es una medida de la cantidad de materia disuelta en el agua.
El origen puede ser múltiple tanto en las aguas subterráneas como en las superficiales.
Para las aguas potables se fija un valor máximo deseable de 500 ppm, este dato por si sólo no es suficiente para catalogar la bondad del agua.
El proceso de tratamiento, entre otros, es la ósmosis inversa.
Sólidos en Suspensión
Se suelen separar por filtración y decantación. Son sólidos sedimentables, no disueltos, que pueden ser retenidos por filtración. Las aguas subterráneas suelen tener menos de 1 ppm, las superficiales pueden tener mucho más dependiendo del origen y forma de captación.
Sólidos Totales
Es la suma de los dos anteriores disueltos y en suspensión.
Residuo Seco
Se llama así al peso de los materiales que quedan después de evaporar un litro del agua en cuestión. Si previamente le hemos hecho una buena filtración corresponderá al peso total de sustancias disueltas, sean volátiles o no. La temperatura a que se hace la evaporación influye en los resultados, por las transformaciones que puede haber y las pérdidas, por ejemplo, de gas carbónico CO2.
Cloruros
El ión cloruro Cl-, forma sales muy solubles, suele asociarse con el ión Na+ esto lógicamente ocurre en aguas muy salinas. Las aguas dulces contienen entre 10 y 250 ppm de cloruros, pero también se encuentran valores muy superiores fácilmente. Las aguas salobres contienen millares de ppm de cloruros, el agua de mar está alrededor de las 20.000 ppm de cloruros.
Sulfatos
El ión sulfato (SO4=), corresponde a sales de moderadamente solubles a muy solubles. Las aguas dulces contienen entre 2 y 250 ppm y el agua de mar alrededor de 3.000 ppm. Recordemos, como ya hemos dicho, que el agua pura se satura de SO4Ca a unas 1.500 ppm, lo que ocurre es que la presencia de otras sales de calcio aumenta la solubilidad. En cantidades bajas no perjudica seriamente al agua pero algunos centenares de ppm pueden perjudicar seriamente la resistencia del hormigón.
Nitratos
El ión nitrato (NO3-) forma sales muy solubles y estables. En un medio reductor puede pasar a nitritos, nitrógeno e incluso amoníaco. Las aguas normales contienen menos de 10 ppm, y
el agua de mar hasta 1 ppm. Aguas con infiltraciones de zona de riego con contaminación por fertilizantes pueden tener hasta varios centenares de ppm. Concentraciones muy elevadas en agua de bebida puede producir la cianosis infantil. Su presencia junto con fosfatos, en aguas superficiales, provocan la aparición de un excesivo crecimiento de algas es lo que se conoce como eutrofización.
Fosfatos
El ión fosfato (PO4-3) en general forma sales muy poco solubles y precipita fácilmente como fosfato cálcico. Como procede de un ácido débil contribuye, como ya hemos visto, a la alcalinidad del agua. No suele haber en el agua más de 1 ppm, salvo en los casos de contaminación por fertilizantes.
Fluoruros
El ión fluoruro (F-), corresponde a sales de solubilidad muy limitada, suele encontrase en cantidades superiores a 1 ppm. Hay quien mantiene que alrededor de dicha concentración puede resultar beneficioso para la dentadura, en nuestra opinión no es aconsejable añadirlo al agua con este objeto, ya que también se almacena en el organismo y no existen estudios a largo plazo de efectos secundarios.
Sílice
La sílice, SiO2 se encuentra en el agua disuelta como ácido silícico SiO4H4 y como materia coloidal; contribuye a provocar algo de alcalinidad en el agua. Las aguas naturales contienen entre 1 y 40 ppm, pudiendo llegar a las 100 ppm.
Bicarbonatos y Carbonatos
Como ya hemos visto anteriormente, existe una estrecha relación entre los iones bicarbonato CO3H- , carbonato CO3=, el CO2 gas y el CO2 disuelto.
El equilibrio, como ya vimos, está muy afectado por el pH; todos estos iones contribuyen, fundamentalmente, a la alcalinidad del agua.
Las aguas dulces suelen contener entre 50 y 350 ppm de ión bicarbonato, y si el pH es inferior a 8,3, no habrá ión bicarbonato. El agua de mar contiene alrededor de 100 ppm de ión bicarbonato.
Otros Componentes Aniónicos
Los sulfuros, S=, y el ácido sulfhídrico son muy característicos de medios reductores, pero en general las aguas contienen menos de 1 ppm, su principal característica es que el agua tiene muy mal olor. Los compuestos fenólicos afectan a la potabilidad, con olores y gustos especialmente desagradables, sobre todo después de un proceso de cloración. Los detergentes son ligeramente tóxicos y presentan problemas de formación de espumas y consumen el oxígeno del agua. Los ácidos húmicos pueden afectar a procesos de pretratamientos e intercambio iónico.
Sodio
El ión sodio, Na+, el primero de los componentes catiónicos que vamos tratar corresponde a sales de solubilidad muy elevada y muy difíciles de precipitar; suele estar asociado con el ión cloruro Cl-. El contenido en aguas dulces está entre 1 y 150 ppm, pero se pueden encontrar casos de hasta varios miles de ppm. Las aguas de mar contienen alrededor de 11.000 ppm.
Potasio
El ión potasio, K+, también corresponde a sales de muy alta solubilidad y difíciles de precipitar.
Las aguas dulces no suelen contener más de 10 ppm. El agua de mar contiene alrededor de 400 ppm. Vemos que son valores mucho menos importantes que los del catión sodio.
Calcio
El ión calcio, Ca++, forma sales generalmente poco solubles, en algunos casos de solubilidad muy moderada pero la mayoría son muy insolubles. Ya hemos visto que precipita fácilmente
como carbonato cálcico. Es el principal componente de la dureza del agua y causante de incrustaciones.
Las aguas dulces suelen contener de 10 a 250 ppm, pudiendo llegar hasta 600 ppm. El agua de mar alrededor de 400 ppm.
Magnesio
El ión magnesio, Mg++, tiene propiedades muy similares a las del ión calcio, aunque sus sales son un poco más solubles y difíciles de precipitar. El hidróxido de magnesio es, sin embargo, menos soluble. Las aguas dulces suelen contener entre 1 y 100 ppm. El agua de mar contiene alrededor de 1.300 ppm. Su aparición en el agua potable con varios centenares de ppm provoca un sabor amargo y efectos laxantes.
Hierro
Es un catión muy importante desde el punto de vista de contaminación, aparece en dos formas: ión ferroso, Fe++, o más oxidado como ión férrico, Fe+++. La estabilidad y aparición en una forma u otra depende del pH, condiciones oxidantes o reductoras, composición de la solución , etc. Afecta a la potabilidad de las aguas y es un inconveniente en los procesos industriales por provocar incrustaciones.
Por todo lo anterior, las aguas subterráneas sólo contienen el ión ferroso disuelto, que suele aparecer con contenidos entre 0 y 10 ppm, pero al airear el agua se precipita el hidróxido férrico de color pardo-rojizo, y se reduce el contenido a menos de 0,5 ppm. Para que parezcan contenidos de hierro de varias docenas de ppm hacen falta que el medio sea ácido.
Manganeso
El ión manganeso se comporta en la mayoría de los casos muy parecido al ión hierro, además de poder ser bivalente y trivalente positivo puede también presentarse con valencia +4 formando el MnO2 que es insoluble. Rara vez el agua contiene más de 1 ppm y requiere un pH ácido.
La forma manganoso Mn++ que es la más general por aireación se oxida y precipita con un color negruzco de MnO2.
Metales tóxicos
Los más comunes son el arsénico, el cadmio, el plomo, el cromo, el bario y el selenio. Todos deben ser seriamente controlados en el origen de la contaminación.
Gases Disueltos
El dióxido de carbono, CO2, es un gas relativamente soluble que se hidroliza formando iones bicarbonato y carbonato, en función del pH del agua. Las aguas subterráneas profundas pueden contener hasta 1.500 ppm pero las superficiales se sitúan entre 1 y 30 ppm, un exceso hace que el agua sea corrosiva.
El oxígeno, O2, por su carácter oxidante juega un papel importante en la solubilización o precipitación de iones que presenta alguna forma insoluble, su presencia en el agua es vital para la vida superior y para la mayoría de los microorganismos.
El ácido sulfhídrico, SH2, causa un olor a huevos podridos y es corrosivo.
El amoníaco, NH3, es un indicador de contaminación del agua, y en forma no iónica es tóxico para los peces. Con la cloración produce cloraminas, también tóxicas.
Parámetros Biológicos
Estos parámetros son indicativos de la contaminación orgánica y biológica; tanto la actividad natural como la humana contribuyen a la contaminación orgánica de las aguas: la descomposición animal y vegetal, los residuos domésticos, detergentes, etc.
Este tipo de contaminación es más difícil de controlar que la química o física y además los tratamientos deben estar regulándose constantemente.
Demanda Biológica de Oxígeno (DBO)
Mide la cantidad de oxígeno consumido en la eliminación de la materia orgánica del agua mediante procesos biológicos aerobios, se suele referir al consumo en 5 días (DBO5), también suele emplearse, pero menos el (DBO21) de 21 días. Se mide en ppm de O2 que se consume.
Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1 ppm, un contenido superior es sinónimo de contaminación por infiltración freática. En las aguas superficiales es muy variable y dependerá de las fuentes contaminantes aguas arriba. En las aguas residuales domésticas se sitúa entre 100 y 350 ppm. En las aguas industriales puede alcanzar varios miles de ppm, como por ejemplo: fabricación de aceites, alcoholes, industria de la alimentación, etc.
Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Mide la capacidad de consumo de un oxidante químico, dicromato, permanganato, etc..por el total de materias oxidables orgánicas e inorgánicas. Es un parámetro más rápido que el
anterior ya que es de medición casi inmediata, la unidad de medida son ppm de O2.
Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm. Las aguas residuales domésticas están entre 260 y 600 ppm.
Hay un índice que nos indicará el tipo de vertido, aguas arriba que tenemos en el agua que estamos analizando y es la relación (DBO / DQO) si es menor de 0,2 el vertido será de tipo inorgánico y si es mayor de 0,6 se interpretará que aguas arriba tenemos un vertido orgánico.
Carbón Orgánico Total
El COT es una medida del contenido de materia orgánica del agua. Es especialmente utilizable en pequeñas concentraciones. En presencia de un catalizador, el carbón orgánico se oxida a CO2; últimamente se está popularizando por la rapidez en la realización del análisis.
Parámetros Bacteriológicos
Este apartado no es muy propio del estudio sobre ósmosis inversa que estamos realizando, máxime si tenemos en cuenta que además somos fabricantes de ozonizadores para desinfección y en nuestra información de ese producto desarrollamos mucho mejor estos parámetros.
De todo el mundo es conocido que el "gran enemigo" es la bacteria Escherichia coli y el grupo de los coliformes en su conjunto.
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