Compo Quim Agua 1

CONTROL Y CALIDA DEL AGUA

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INTRODUCCION

EL AGUA – COMPOSICION QUIMICA Y ANALISIS El agua químicamente pura, es un compuesto de dos átomos de hídrogeno y otro de oxígeno, (H2O), siendo a temperatura ambiente un líquido incoloro, inoloro e insípido. No obstante el agua que encontramos en la naturaleza, y por tanto, de la que tenemos que partir para sus distintos usos y aplicaciones, difieren mucho del agua pura, al encontrarse disueltas o en suspensión, en mayor o menor proporción sales, gases, y otras impurezas. CICLO HIDROLOGICO Las aguas naturales forman parte de un ciclo continuo de valor constante conocido como CICLO HIDROLOGICO. El agua que se evapora del mar y otras superficies, es precipitada a su vez en la tierra como forma de lluvia, nieve, rocío, granizo, etc. Parte de esta precipitación vuelve a la superficie del agua, parte penetra a la tierra por infiltración y parte se escurre por la superficie terrestre, hasta llegar a ríos, lagos y finalmente al mar. Del agua filtrada en la tierra, una parte es aprovechada por la vegetación y el resto sigue su penetración pudiendo formar un almacenamiento de agua subterráneo al encontrar una capa impermeable. En este recorrido, el agua disolverá los materiales que estén en contacto con ella. Unos son de origen agrícola, como abonos, insecticidas, hervicidas, y otros son constituyentes minerales de los terrenos, sílice si es un terreno arenoso, carbonato cálcico si es un terreno calcáreo, aunque normalmente aparecerá toda una gama de componentes minerales en mayor o menor medida, dependiendo de la composición del terreno. Si existe también contaminación industrial o poblacional, la gama se amplia sustancialmente en función del tipo de industria ó del tipo de aportes poblaciones que reciba. La actividad humana hace que el agua incorpore fosfatos, metales pesados, materia orgánica, etc. En definitiva una amplia gama de sustancias que hacen que el agua diste de ser químicamente pura.


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INTERPRETACION DE ANALISIS DE AGUA Para conocer la composición de las sustancias que hemos hablado anteriormente, se realiza un análisis detallado del agua. Normalmente los resultados de dicho análisis se agrupan bajo los siguientes conceptos : - Características organoeléctricas.

- Olor - Color - Sabor - Turbidez

- Características fisicoquímicas. - PH - TDS - Conductividad - Dureza total - Alcalinidad P - Alcalinidad M

- Componentes no deseables.

Son sustancias como nitratos, fosfatos, sulfatos, cloruros, hierro, detergentes, etc., que pueden estar presentes en el agua potable pero en unas cantidades determinadas, superadas las cuales se convierten en sustancias peligrosas.

- Componentes tóxicos.

Engloba una serie de sustancias como metales pesados (mercurio, plomo, cromo, antimonio, plaguicidas, pesticidas, fungicidas, y otros compuestos orgánicos, como los hidrocarburos aromáticos policiclícos, de alta toxicidad para el organismo). Su presencia en el agua tiene que ser nula o prácticamente insignificante.

- Caracteres microbiológicos.

Hacen referencia a la presencia de bacterias y otros microorganismos en el agua potable. Hay una cierta tolerancia en las denominadas bacterias aeróvias, y un estricto control en bacteria de origen fecal y microorganismos parásitos o patógenos.

- Radioactividad.

Su presencia debe ser prácticamente nula.


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A continuación exponemos el RD 14/09/1990 donde se especifican con más exactitud los parámetros comentados. QUIMICA DEL AGUA Una de las propiedades que más nos interesa del agua, es su capacidad para disolver una amplia gama de sustancias, por eso el agua es considerada el disolvente universal. Teniendo en cuenta esta propiedad y el ciclo hidrológico que hemos visto anteriormente, la lluvia disuelve gases presentes en la atmósfera, como oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, hidrógeno y otros gases si la atmósfera está contaminada. En su contacto con el suelo y según la composición de éste, disuelve sales como sulfato cálcico y magnesio, cloruro cálcico, magnésico o sódico, carbonatos, silicatos y otras sales de hierro ó manganeso. Además, si está contaminado por residuos urbanos ó agrícolas aparecerán nitritos, nitratos, amoniaco, fosfatos y otros componentes de materia orgánica. ¿ EN QUE PROPORCION PUEDEN EXISTIR CADA UNA DE ESTAS SALES DISUELTAS? Esta proporción depende de una serie de factores : - Superficie de contacto - Longitud de recorrido - Tipología de terreno - Difusión - Tiempo de contacto - Temperatura - Presión - Solubilidad de cada elemento. Como ejemplo damos a continuación las solubilidades de algunos compuestos a 0º C : -‐ Aire ..................................................... 29 C3/l -‐ Bicarbonato magnésico ...................... 3700 mg/l -‐ Bicarbonato cálcico ............................. 1620 mg/l -‐ Sulfato cálcico ..................................... 1293 mg/l -‐ Cloruro cálcico .................................... 336.000 mg/l -‐ Cloruro magnésico .............................. 362.000 mg/l -‐ Cloruro sódico ..................................... 225.000 mg/l -‐ Carbonato sódico ................................ 63.300 mg/l -‐ Carbonato cálcico ............................... 15 mg/l


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Si el agua contuviese uno de dichos elementos en la cantidad indicada, significaría que está saturada de este producto a esa temperatura y presión y que no admite más de él. Si intentáramos disolver más producto, no lo conseguiríamos. Por otro lado, veamos las diferentes solubilidades de distintas sustancias. Por ejemplo, en la tabla hemos visto que frente al carbonato cálcico, que el agua sólo admite 15 mg/l en disolución, por ejemplo el cloruro sódico admite 225.000 mg/l. Hay una diferencia muy apreciable entre ambas sustancias. Así diremos que hay sustancias fácilmente solubles como el cloruro sódico, frente a otras difícilmente solubles, carbonato cálcico. En realidad, es difícil encontrar agua con saturación en productos determinados. Basta comparar la solubilidad de los productos anteriores con la cantidad TOTAL DE SALES DISUELTAS (denominado también TDS) de algunas aguas naturales : -‐ Agua de mar .................................. 35.000 mg/l -‐ Agua salobre ................................. 7.000 mg/l -‐ Agua de red de Barcelona ............ 650 -‐ 700 mg/l -‐ Agua potable ................................. 500 mg/l -‐ Agua de lluvia ................................ 50 mg/l -‐ Agua destilada ............................... < 1 mg/l ¿ COMO SE ENCUENTRAN LAS SUSTANCIAS EN EL AGUA ? Estamos hablando de sustancias en disolución, pero en el agua, las sustancias se presentan en tres formas diferentes : - En suspensión - En forma coloidal - En forma disuelta como hemos explicado antes.

A) SUSPENSION

El agua tiene una serie de sustancias que están mezcladas con ella. Ejemplos son la turbidez, barros, algas, bacterias, sustancias que determinan el color. Dentro de las suspensiones habrá que distinguir las de sólidos, la de líquidos y las de gases no disueltos. A la dispersión de líquidos no visibles como por ejemplo aceite y agua se les llama EMULSION. Las dispersiones groseras (partículas de 0’1 a 100 micras y formadas por más de 109 átomos) tenderán a separarse por SEDIMENTACION o EMERSION. La velocidad de separación disminuye a medida que la partícula se hace más pequeña ó es menos densa. En la tabla siguiente vemos el tiempo necesario para recorrer un mm., dependiendo del tamaño y la densidad de la partícula (Densidad = Peso/Volumen).


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TIEMPO NECESARIO PARA RECORRER 1 MM.

Diámetro (micras) Densidad 2’8 Densidad 2 Densidad 1’1 100 0’1 segundos 0’18 segundos 2 segundos 10 10 segundos 18 segundos 3 minutos 1 16 minutos 29 minutos 4 Horas 50 minuto 0’1 20 horas 42 min. 49 horas 20 días

B) COLOIDAL

Son dispersiones de partículas de 1 a 100 milimicras (0’1 micra) y formadas por menos de 103 átomos. Se encuentran entre una dispersión verdadera y una disolución. Normalmente, son sustancias que se encuentran rodeadas por unas capas de moléculas de agua, que tiene la facultad de impedir su unión entre sí (coalescencia) y su precipitación natural.

Un coloide tiene moléculas de agua fuertemente ligadas a ellas y otra capa menos fuertemente ligada, formando lo que se denomina capa difusa, y dichos compuestos están dotados de un movimiento denominado MOVIMIENTO BROWNIANO.

Los coloides se diferencian en coloides hidrófilos (normalmente orgánicos) e hidrófugos (normalmente metálicos). Una característica de los coloides, es su afinidad a cuerpos portadores de carga electrostática contraria, que da lugar a una neutralización y a una separación por sedimentación denominada FLOCULACION.

C ) DISOLUCION

La solubilización de sustancias químicas se produce por procesos de disolución, hidratación, hidrólisis, oxidación-‐reducción, por fenómenos biológicos o por factores como el pH.

La sustancia que está en contacto íntimo con el agua se puede presentar en forma “compacta” y en forma “separada”. A la forma compacta se le llama FORMA MOLECULAR y a la forma separada FORMA IONICA. Por ejemplo el sulfato cálcico (SO4Ca) se puede presentar en forma molecular SO4Ca, y en forma iónica SO4

= y Ca++, que leeremos como ion sulfato e ion calcio. La cantidad de una forma u otra, depende del coeficiente de solubilidad. Una sustancia con un coeficiente de solubilidad alto presentará en disolución en el agua, mucha en forma iónica y poca en forma compacta, y al contrario, una con un bajo coeficiente de solubilidad estará mucha cantidad en forma molecular y poca en forma iónica.


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A los iones negativos se les llama ANIONES y a los positivos CATIONES. Así tenemos ejemplos de aniones y cationes.

ANIONES

- Bicarbonatos (CO3H-‐)

- Carbonatos (CO32-‐)

- Cloruros (ClH-‐) - Sulfatos (SO4

2-‐) - Nitratos (NO3

-‐) - Nitritos (NO2

-‐) - Fosfatos (P2O5) - Silicatos (SIO2) CATIONES - Calcio (CA2+) - Magnesio (MG2+) - Sodio (Na+) - Potasio (K+) - Hierro (Fe2+) - Manganeso (Mn2+)

CONCEPTOS BASICOS Desde el punto de vista práctico y para el objeto de este curso es necesario destacar algunos conceptos de química. Dichos conceptos los explicaremos sin buscar rigor científico, sacrificando dicho rigor a una mayor facilidad de comprensión. ACIDOS BASES Y SALES Se entiende por sales los compuestos formados por un anión y un catión. Para nuestro ejemplo existen tres excepciones :

1ª) Cuando el anión es OH-‐ el compuesto formado es una base o hidróxido. 2ª) Cuando el catión es un H+ el compuesto formado es un ácido.

3ª) Cuando el anión es OH-‐ y el catión es un H+ la sal compuesta es el agua. Ejemplos de sales :

- Carbonato cálcico - Bicarbonato sódico - Sulfato magnésico - Cloruro sódico


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Ejemplos de bases : - Hidróxido cálcico - Hidróxido sódico - Hidróxido magnésico Ejemplos de ácidos : - Acido sulfúrico - Acido carbónico - Acido clorhídrico Es importante recordar que la mayoría de sales, como ácidos y gases, están en

el agua en forma de iones (ya que todo el proceso de tratamiento de aguas por resinas intercambiadoras, se basan en eso).

Las sales más frecuentes en el agua son las de calcio, magnesio y sodio. En aguas no salobres, el 90% del contenido de sales en el agua, son por presencia de calcio y magnesio. Además dicho calcio y magnesio son molestos en la utilización del agua. Por este motivo la eliminación del calcio y el magnesio (DESCALCIFICACION) es el problema más frecuente del tratamiento de aguas.

Las sales del agua constituyen lo que llamamos SALINIDAD o TDS (Total de

Sólidos disueltos). Es importante aclarar que la salinidad del agua es el contenido del total de sales. Así la cantidad de sal común (cloruro sódico) es una parte de esta salinidad. La dureza del agua (contenido en sales de calcio y magnesio) es otra parte de la salinidad del agua. PH, ALCALINIDAD Y ACIDEZ Todos sabemos que existen ácidos fuertes (sulfúrico, clorhídrico) y ácidos débiles (acético, carbónico) y que existen igualmente bases fuertes (sosa cáustica) y bases débiles. Puesto que la fuerza de un ácido está determinada por su anión (ya que todos tienen el mismo catión H+), existen pues aniones fuertes (CL-‐ y SO4

=), y aniones débiles (CO3

=, CO3H-‐). Paralelamente lo mismo ocurre con las bases.

Cuando se une un anión (ácido) fuerte con un catión (base) fuerte, la sal resultante es neutra, ya que la acidez y basicidaz están compensadas. Por ejemplo : CL-‐ + Na+ = ClNa Cuando se una un anión (ácido) fuerte con un catión (base) débil, la sal resultante es ácida, y al contrario cuando se une un anión (ácido) débil con un catión (base) fuerte, la sal resultante es básica. Por ejemplo : CO3

= + 2Na+ = CO3Na2


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En la inmensa mayoría de los casos, encontraremos en el agua sales neutras y sales básicas. Así pues, el agua tenderá a ser básica, también denominada alcalina. Tenderá a ser más alcalina (básica) si lleva en su composición bases libres como hidróxido sódico, aunque no es muy frecuente. El agua puede ser ácida si lleva sales de anión fuerte y catión débil. Es más raro y en forma natural, sólo se suele encontrar en las que denominamos aguas carbónicas (que llevan anhídrido carbónico libre). La medición del pH se emplea para expresar la intensidad del acidez, de la basicidaz ó la alcalinidad. El pH no indica la cantidad de compuestos de ácidos o alcalinos en el agua, sino la fuerza que éstos tienen. La escala para medir el pH, se determina de 0 a 14. - Con pH = 7 el agua es neutra, no tiene ni sales básicas ni ácidas, sólo contiene sales

neutras o las anteriores si están igualadas. - Un agua con un pH entre 0 y 7 es ácida, y lleva ácidos libres o bien sales ácidas. - Un agua con pH comprendido entre 7 y 14 es básica o alcalina y lleva pues sales

libres o sales básicas. Cada cambio de una unidad de pH, multiplica por 10 la fuerza de la acidez o basicidaz de dicha agua, así un agua con pH 3 es 10 veces más ácida que con pH 4 y mil veces más ácida que con pH 6. ALCALINIDAD La alcalinidad del agua no está referida a su acidez o basicidaz, y se define como la capacidad del agua para neutralizar ácidos. La alcalinidad del agua expresa el contenido de sustancias alcalinas. No es una medida de fuerza o intensidad como el pH, sinó una medida de capacidad ó de cantidad. La alcalinidad del agua, indica la cantidad de carbonatos y bicarbonatos que contiene este agua. También influye la cantidad de hidróxidos (bases libres), sales de boro, de sílice y fosfatos, pero éstos últimos en menor medida. Cuando se determina la alcalinidad del agua se realizan dos análisis : - Alcalinidad a la fenolftalina (P) - Alcalinidad al naranja de metilo (M) -

La alcalinidad M indica la alcalinidad total del agua y podemos seguir las siguientes reglas para determinar los diferentes compuestos que determinan la alcalinidad del agua :


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- Si P = M, toda la alcalinidad del agua es igual a hidróxidos y su valor es igual a P ó

M. - Si P = ½ M, toda la alcalinidad del agua es debida a los carbonatos y su valor es

igual a 2P. - Si P < ½ M, la alcalinidad del agua es debida a carbonatos y bicarbonatos y su

cantidad será : - Bicarbonatos = M – 2P - Carbonatos = 2P

- Si P > ½ M, toda la alcalinidad es debida a carbonatos e hidróxidos, y sus cantidades serán :

- Carbonatos = 2 (M-‐P) - Hidróxidos = 2P – M

- Si P = 0, toda la alcalinidad está en forma de bicarbonatos y su cantidad será igual a M.

Cuando un agua es alcalina, por ejemplo en las piscinas, se le debe añadir ácido para eliminar su alcalinidad. Por ejemplo, en una piscina cuando se añade ácido clorhídrico al agua, éste actúa sobre los bicarbonatos, descomponiéndolas en una sal neutra (cloruro sódico), anhídrido carbónico y agua. El anhídrido carbónico se desprenderá del agua pero muy lentamente, por ese motivo al cabo de una hora tendremos el pH correcto, sin embargo al ir desprendiéndose el anhídrido carbónico que es el que da la acidez al agua se irá alcalinizando nuevamente, y habrá que realizar una segunda corrección pasado un tiempo. CONDUCTIVIDAD Y TDS Ya hemos visto que el TDS es el total de sales disueltas y se puede expresar en mg/l, gr/m3 ó ppm, que es partes por millón. Las tres mediciones son equivalentes. El hecho de que el agua tenga sales en disolución, hace que ésta sea conductiva a la electricidad. Así, un agua con muchas sales, es muy conductiva y la medida de la conductividad nos permite evaluar de una forma rápida la salinidad del agua. La conductividad se expresa en µs/cm (microsiemens / centímetro). Para determinar el TDS a partir de la conductividad se debe multiplicar dicha conductividad por un factor según la tabla siguiente :


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CONDUCTIVIDAD FACTOR

Inferior a 50 1’365079 De 50 a 166 0’947658 De 166 a 333 0’769574 De 333 a 833 0’715920 De 833 a 10.000 0’758544

Otra forma de dar el total de sólidos disueltos, es hacer desaparecer toda el agua por ebullición o evaporación, y pesar después el RESIDUO SECO. Es evidente que para dicho residuo seco contiene también las partículas que están en suspensión y en forma coloidal. Por lo tanto, si deseamos saber las sales disueltas deberemos filtrar muy bien antes la solución para determinar el TDS. DUREZA La dureza del agua corresponde a la suma de calcio y magnesio, a los que se añaden los iones hierro, aluminio, manganeso, etc. Su medida se expresa habitualmente en ºHF (grados franceses), ºdH (grados alemanes), ó ppm de carbonato cálcico y cuyas equivalencias son : 1ºHF = 0’56 ºdH = 10 ppm de carbonato cálcico 1ºdH = 1’78 ºHF = 17’8 ppm de carbonato cálcico. 1 ppm = 0’10 ºHF = 0’056 ºdH Hay otras mediciones como los gpg (grains per galon) que corresponden a 11’71 ºHF, el grado Clark o grado inglés que corresponde a 1’43 ºHF y los equivalentes, los epm (equivalentes por millón) que corresponden a 5 ºHF.

Así, un agua que tenga 30 ºHF tendrá 300 ppm de carbonato cálcico que es lo mismo que 300 mg/l ó 300 gr/m3 de carbonato cálcico.

Los carbonatos, sulfatos y cloruros provienen de la acción del agua sobre las

rocas. Los bicarbonatos proceden de la acción combinada del agua y del bicarbonato que éste lleva disuelto. Como hemos podido ver en anteriores tablas, los carbonatos son muy poco solubles en el agua, por lo que en presencia de anhídrido carbónico se irán descomponiendo formando bicarbonatos de gran solubilidad, y entonces, el agua podrá seguir disolviendo rocas que tengan contenido en carbonatos y pasándolos a bicarbonatos en disolución. Las sales como los carbonatos que tienen constante de solubilidad muy baja, son las que producen las incrustaciones. Otras sales como el cloruro cálcico, que aunque no es muy incrustante, es muy corrosivo sobretodo en aguas calientes y calderas.

El sulfato magnésico se comporta de igual forma. El cloruro magnésico no

siendo muy incrustante a baja presión si lo es en altas presiones, con lo que hay que


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tener mucho cuidado en calderas de éstas características. El cloruro magnésico se descompone en hidróxido de magnesio y ácido clorhídrico. El hidróxido magnésico es muy insoluble produciendo incrustaciones, y el ácido clorhídrico es muy

corrosivo produciendo corrosiones en los metales. El bicarbonato cálcico y

magnésico se descompone formando carbonato cálcico y magnésico y anhídrido carbónico, que producen incrustaciones y ligeras corrosiones.

Hemos visto pues, que la dureza del agua está formada por las sales de calcio y

magnesio. La dureza procedente de las sales de calcio se llaman dureza cálcica y la dureza procedente de las sales de magnesio se llaman dureza magnésica.

Los principales componentes de la dureza son los bicarbonatos, sulfatos y

cloruros, ya que los carbonatos y los hidróxidos son muy insolubles y están en pocas cantidades en el agua.

La dureza procedente de los bicarbonatos se llama dureza carbonatada, y la

procedente de sulfatos, cloruros, nitratos y otros compuestos es la dureza no carbonatada.

La dureza carbonatada se denomina DUREZA TEMPORAL, y a la dureza no

carbonatada DUREZA PERMANENTE. Se llama dureza temporal porque cuando se hierve el agua a 100º desaparece por descomposición de los bicarbonatos y precipitación en forma de carbonatos, la permanente no sufre este proceso.

La dureza total es la suma de la dureza temporal más la dureza permanente,

que es así mismo la suma de la carbonatada y no carbonatada y la suma de dureza cálcica y magnésica.

Para determinar la dureza del agua se mide con el método TITRIPLEX, que nos

determina la dureza total del agua. Las unidades en que viene expresada la dureza total del agua, normalmente,

viene en ppm de carbonato cálcico o en ºHF. INCRUSTACION Y FORMACION DE LODOS Como hemos visto la incrustación es casi siempre debida a carbonato cálcico, magnésico, hidróxido cálcico y sobre todo magnésico y sulfato cálcico. Normalmente, hemos visto que las sales sódicas no forman incrustación, pero si pueden formar precipitaciones y lodos. Otro compuesto que se puede presentar en el agua y que puede formar incrustaciones, por cierto muy peligrosas, es la sílice. Son muy peligrosas ya que precipitan en forma de vidrio y no es eliminable por redisolución. Un agua empezará a


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incrustar sílice cuando sobrepase en disolución los 125 mg/l. Para evitar éstas concentraciones es necesario realizar lo que llamamos PURGAS, sobre todo en calderas y sistemas de refrigeración. Tomemos como ejemplo una torre de refrigeración. Parte del agua se evapora para eliminar calor y hay que estar aportando agua nueva para compensar ésta pérdida. El agua que se evapora es pura y el agua de aporte lleva sales, con lo cual todos los sistemas evaporativos son sistemas de concentración de sales. Al agua que sacamos de este circuito concentrador le denominamos PURGA, ya que 1 litro de agua del circuito tiene muchísimas más sales que 1 litro de agua de aporte, con lo que el TDS lo disminuimos por aporte de agua menos cargada. Otras fuentes de incrustación pueden ser el hierro, el aceite y otras grasas. El hierro, normalmente introducido en el agua de alimentación está en forma de hidróxido ferroso soluble, que puede sufrir transformaciones en óxido de hierro insolubles. Los aceites y otras grasas pueden causar también otras incrustaciones muy peligrosas, porque es absorbido por otro tipo de incrustaciones, por ejemplo cálcicas, y por este motivo conferirle un elevado poder aislante térmico. Para determinar el carácter incrustante o corrosivo de un agua se han instaurado una serie de índices, por ejemplo el INDICE DE LANGHELIER ó el INDICE DE RYZNAR. El índice Ryznar se calcula en base a distintos factores como el pH, su dureza cálcica, alcalinidad M y temperatura, y obtendremos un índice que nos dirá las características del agua a su incrustación ó corrosión : 4 < IR < 5 agua muy incrustante 5 < IR < 6 incrustante 6 < IR < 7 equilibrada 7 < IR < 8 débilmente corrosiva 8 < IR < 9 corrosiva 9 < IR fuertemente corrosiva ELEMENTOS CONTENIDOS EN EL AGUA 1 – Calcio y magnesio


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Como hemos dicho son los responsables de la dureza del agua. El calcio es el catión más frecuente en el agua y se encuentra en mayor proporción que el magnesio. Debido a que las sales de calcio y magnesio tienen propiedades incrustantes y reaccionan con los jabones, tintes y colorantes, son sales que molestan en gran número de aguas. Su eliminación se realiza por descalcificación por resinas de intercambio iónico, y la instalación necesaria es un descalcificador. También se puede realizar, en grandes instalaciones, una descalcificación por adición de hidróxido cálcico, para elimina la dureza temporal y carbonato sódico y para eliminar la dureza permanente. 2 – Hierro y manganeso. Son cationes menos frecuentes en el agua, pero cuando están presentes en ella su efecto es muy aparatoso y desagradable. Pueden presentarse en el agua en forma soluble o en forma insoluble. Normalmente, la forma soluble corresponde al óxido ferroso o manganoso y la forma insoluble a la forma más oxidada u óxido férrico o mangánico. La importancia del hierro o manganeso cabe considerarla por el color y gusto ferruginoso del agua. En algunos casos la presencia de estos elementos también puede ser debida a la corrosión de las canalizaciones de las instalaciones. Su eliminación, como veremos más adelante, está basado en un proceso mixto de oxidación-‐filtración. 3 – Sodio y potasio. El sodio es un catión común en el agua, sobre todo en aguas salobres con contenido en cloruro sódico. En principio si su contenido no es excesivo, no es un catión muy molesto. El potasio es un catión raro en el agua. La única forma de eliminar ambos, es mediante desmineralización u ósmosis inversa. 4 – Cloruros El ion cloruro es uno de los iones que siempre está presente en el agua conjuntamente con bicarbonatos y sulfatos, y es con ellos el responsable del TDS de la misma. La presencia de cloruros aumenta la solubilidad de otras sales y su disociación, dado su alto coeficiente de solubilidad y favoreciendo así la corrosión. La única forma de eliminación es la desmineralización por intercambio iónico u osmosis inversa. El cloro, como elemento aislado, está presente en las aguas potables para la desinfección de las mismas por su alto poder oxidante. Le comunica al agua ese gusto tan característico y se elimina normalmente mediante filtraciones por carbón activo.


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5 – Bicarbonatos Están presentes en todas las aguas como hemos visto anteriormente, y pueden eliminarse por eliminación de anhídrido carbónico, que descompondrá los bicarbonatos en carbonatos, hirviendo el agua o por descarbonatación química mediante hidróxido cálcico y sulfato de alúmina. También pueden destruirse por dosificación de ácido clorhídrico o sulfúrico o mediante desmineralización u ósmosis inversa. 6 – Carbonatos Los carbonatos normalmente presentes en el agua son cálcicos y se presentan en pequeñas cantidades. Se pueden eliminar por intercambio iónico y desmineralización. 7 – Anhídrido Carbónico Esta presente en todas las aguas en mayor o menor medida, siendo su presencia alta en las denominadas aguas carbónicas, siendo su presencia no estable y pasando a la atmósfera en burbujas. La mejor forma de eliminarlo es por aireación o desgasificación térmica. 8 – Oxígeno También se encuentra presente en todas las aguas en mayor o menor medida, y es responsable, junto con el anhídrido carbónico, de muchos procesos de corrosión. Se elimina de la misma forma que el anhídrido carbónico. 9 – Sulfatos El ion sulfato esta presente también en todas las aguas naturales. La importancia de los sulfatos a nivel sanitario es debida a que un alto contenido, puede provocar trastornos intestinales en personas no acostumbrados a su ingesta. Sus sales cálcicas producen incrustaciones muy duras y difícilmente eliminables. Un alto contenido también puede ser un factor de corrosión en tuberías de cobre. 10 – Nitratos La presencia de nitratos cada vez es más frecuente en las aguas, debido a su uso industrial y agrícola. Su importancia, desde el punto de vista sanitario, radica en los grandes perjuicios que pueden provocar a la salud humana. En altas cantidades se combinan con la hemoglobina de la sangre provocando la


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denominada metahemoglubemia o cianosis, que se manifiesta por la coloración azulada de labios y mucosas por falta de oxígeno en los tejidos. Afecta sobre todo a fetos, niños pequeños y personas ancianas con deficiencia metabólica, por lo que su eliminación es muy importante. Dicha eliminación se realiza fundamentalmente por columna de intercambio iónico, denominada desnitrificadores, o por ósmosis inversa. 11 – Nitritos. Altamente tóxicos, su presencia en el agua tiene que ser nula o insignificante. Cuando se presente, cabe pensar en una contaminación biológica cercana o por reversión de nitratos al hervirse. Se está en estudio sus propiedades altamente cancerígenas. Su eliminación es a base de desmineralización u ósmosis inversa. 12 – Silicatos Normalmente su presencia es escasa pero de alta incidencia en instalaciones industriales, como caldera de alta presión, etc. Dado su carácter incrustante y difícilmente eliminable, se elimina por desmineralización u ósmosis inversa. 13 – Fosfatos Al igual que los silicatos, su presencia en aguas naturales es baja, y es un factor que hay que controlar cuando se hace un tratamiento en base a inhibición por polifosfatos. 14 – Flúor Es interesante que esté en el agua en cantidades determinadas para eliminar la caries dental, pero altas concentraciones pueden producir problemas. Se elimina por destilación, desmineralización u ósmosis inversa. 15 – Fenoles Es otro problema de actualidad en las aguas potables. Se puede eliminar por cloración y filtración a través de carbón activo. 16 – Sales amoniacales. Normalmente se encuentran en presencia de aguas con una fuerte contaminación bacteriológica. Su eliminación se realiza por oxidación a nitratos y una vez en ésta forma eliminarlos. 17 – Cromo


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Normalmente no se encuentran en el agua natural, y siempre son debidos a un tratamiento de aguas o aguas residuales galvánicas. Se emplean en tratamientos de aguas para evitar la oxidación en aguas frías e industriales. Su eliminación es por desmineralización u ósmosis inversa. 18 – Taninos Los taninos se encuentran presentes normalmente en el agua debida a infiltraciones de aguas residuales o a vertidos industriales. Se emplean en el tratamiento de aguas para mantener en circuitos y calderas los barros y lodos en suspensión. 19 – Metales pesados (plomo, arsénico, mercurio) No deben estar presentes en aguas naturales, aunque el plomo puede estar presente por conducciones construidas de este material. Normalmente está prohibido en casi todos los países del mundo, y puede eliminarse por intercambio catiónico, desmineralización u osmosis inversa. 20 – Sustancias orgánicas Normalmente tienen que estar presentes en el agua en concentraciones muy bajas. Pueden proceder de residuos orgánicos como plaguicidas, insecticidas, etc., o por contaminación bacteriana. Se eliminan por una oxidación primaria fuerte, por ejemplo cloro, con un tiempo de contacto mínimo de 20 minutos, tras lo cual se realiza una filtración por carbón activo para eliminar los componentes residuales de dicha oxidación.

Después de este primer capítulo intuimos fácilmente, que para realizar un tratamiento de aguas es muy importante poseer un análisis detallado y reciente del agua problema. Con él podremos determinar cual es el origen del problema de ese agua, solventarlo y establecer su potabilidad, basándonos siempre en el reglamente técnico sanitario de aguas potables. Por lo tanto, es muy importante realizar una analítica precisa, aunque se tenga que cobrar al cliente, para evitar errores y problemas posteriores en el tratamiento de dicha agua.

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