Mtodos de purificacin del agua
ndiceContenido1 Introduccin.-12 Planteamiento del problema.-13
Justificacin.-24 Objetivo general.-25 Metodologa.-26 Marco
Terico.-37 Costos y Presupuestos.-88 Cronograma de actividades .-99
Bibliografa.-10
1 Introduccin.-El agua es un compuesto bastante comn, abundante
e indispensable para la vida del hombre, existe en una proporcin de
tres a uno con la superficie terrestre en nuestro mundo, y es ms
del 75% del cuerpo humano.En nuestra sociedad y en la naturaleza
tiene una gama amplia de usos, por sus peculiares propiedades, y
caractersticas tanto fsicas como qumicas; modificando estos
parmetros se obtienen los diferentes tipos de clases de agua
conocidos por el hombre, uno de ellos es el agua libre de iones.El
agua libre de iones desempea un papel importante en nuestra
sociedad siendo materia prima, material indispensable y opcin
alternativa en el rea mdica y odontolgica de la siguiente manera :
rea de la salud ,necesaria para ciertos tratamientos como dilisis ,
conductas clnicas y como mejor alternativa para los bebederos de un
consultorio odontolgico ;rea productiva en la elaboracin de bebidas
alcohlicas, frutales, refrescos, etc. como materia prima ; rea de
automotriz en la elaboracin de bateras de automviles y
mantenimiento ;rea de investigacin y anlisis, como principal
disolvente en cualquier laboratorio clnico o de investigacin
cientfica ; y entre otros usos tenemos planchas de vapor manuales e
industriales, elaboracin de pinturas, qumicos industriales ,
qumicos para industria entre otros (1).2 Planteamiento del
problema.-En Cochabamba provincia Cercado, el agua libre de iones
se utiliza en las siguientes actividades 1 Mantenimiento de las
bateras del parque automotor.2 Sustancia indispensable para
realizar los anlisis en un laboratorio clnico.3 Sustancia para
enjuagar la boca en un tratamiento odontolgico.4 Materia prima para
la elaboracin de refrescos, bebidas alcohlicas, etc.5 En el are de
salud utilizan en el tratamiento de pacientes con insuficiencia
renal, llamada Dilisis.Muchas clnicas compran el agua libre de
iones del oriente; comprando el producto de manera costosa por
recargo en el envo y de baja calidad ,subiendo sus costos de
servicio; En los consultorios odontolgicos los odontlogos utilizan
agua de grifo en los bebederos, ocasionando que el tiempo de vida
til del bebedero sea ms corto ,por la incrustacin de compuestos
calcreos (carbonatos, sulfatos de calcio y magnesio ), debido a que
no existen proveedores de agua desionizada, que los puede abastecer
a precios razonables ; Por otro lado algunos talleres de autos
adquieren el agua desionizada por importacin del exterior con
costos muy altos, o tienen su propio destilador casero que no est
diseado para un uso comercial porque que gasta mucha energa y
produce muy poco; Tambin la mayora de los choferes de la ciudad de
Cochabamba por el precio elevado del agua libre de iones prefieren
colocar agua de grifo a sus bateras de sus automviles, daando la
vida de la batera y ocasionando su pronto desuso; La creciente
industria de refrescos y elaboracin de bebidas alcohlicas
nacionales, regionales ha crecido en los ltimos aos, estas
industrias solo utilizan el proceso de ablandamiento (eliminacin de
calcio y magnesio) en su sistema de tratamiento enmascarando el
sabor de la esencia utilizada , para mejorar su producto y ser
empresas ms competitivas deberan disminuir otras sales disueltas en
el agua(cloruros, bicarbonatos , sulfatos y otros) para lograr esto
se debe implementar agua desionizada como materia prima en vez de
agua ablandada . Se requiere grandes cantidades de agua libre de
iones ;sin embargo existen diferentes mtodos para obtenerla; Se
necesita conocer el proceso que produzca agua libre de iones de
buena calidad y cumpla con las necesidades de los usuarios
dependiendo de qu actividad se va a realizar , con bajos costos de
produccin para poder ayudar la situacin financiera y econmica de
los mismos , mejorar sus servicios y productos , y finalmente
ayudar la economa de la regin.
3 Justificacin.-La demanda de agua libre de iones en el mercado
regional de Cochabamba en la provincia de Cercado es significativa
para su produccin a nivel industrial, con un mercado amplio,
disponible y accesible a un mejor precio de venta, actividad a la
cual se puede dedicar cualquier empresa.De encontrar el mtodo ms
eficiente, en calidad, cantidad y costo por unidad producida, se
podra brindar un canal de distribucin para satisfacer la demanda de
agua desionizada de una buena calidad y bajo precio en los
diferentes rubros mencionados.De la siguiente manera : el mbito
econmico y financiero de la red de vehculos, choferes y proveedores
de vehculos tendra un margen de contribucin ms elevado o por otro
lado costos de produccin ms bajos, consecuentemente precios de
ventas menores , por lo tanto mejorara la economa de la regin; las
clnicas odontolgicas y la industria de refrescos, mejoraran en la
calidad de sus productos , respecto al sabor y de sus servicios
disminuyendo sus costos de operacin y mantenimiento
respectivamente; Los laboratorios de anlisis y en el rea de la
salud , podran bajar costos de operacin y disponer de un proveedor
confiable y seguro , ya que no tendra problemas de importacin; y en
forma general la economa de la regin se fortalece y la poblacin
avanza en la bsqueda de mejorar la calidad de vida humana. 4
Objetivo general.-Identificar el mtodo de obtencin de agua libre de
iones que nos rinda ms eficientemente en una produccin
industrial.Objetivos Especficos:
Seleccionar el proceso de tratamiento del agua para la obtencin
del agua desionizada
Realizar un trabajo de campo obteniendo datos experimentales
para medir la calidad del agua libre de iones; obtener datos
empricos sobre la cantidad producida y finalmente costos reales de
produccin.
Analizar sobre cada mtodo de elaboracin de agua desionizada
teniendo en cuenta los siguientes puntos de referencia que son la
calidad, costo por unidad producida, en ese respectivo orden.
5 Metodologa.-Demostraremos cual es el mtodo de Purificacin de
agua ms eficiente con respecto a la calidad, costo por unidad
producida, de la siguiente forma:OBJETIVO 1:a) Diferenciar los
mtodos de purificacin por fuente bibliogrficab) Consultar son SEDES
para obtener los mtodos de purificacin de agua ms utilizados en
Cochabamba.c) Escoger tres mtodos de purificacin del agua. OBJETIVO
2:a) Para observar el mtodo fsico de destilacin de agua, se har una
visita a la Planta Salud Ambiental.b) Para observar el mtodo qumico
de destilacin de agua, se har una visita a al laboratorio de
investigacin que tiene el pap de un integrante del grupo.c) Para
observar el mtodo de Osmosis de destilacin de agua, se har una
visita a la Fabrica seora del Carmen.d) En cada visita se tomara
muestras del agua en cuestin y se obtendr la informacin de la
produccin obtenida en un determinado tiempo.
e) Con las muestras de agua mediremos la calidad segn los
siguientes parmetros: 1.- conductividad 2.- cantidad de partculas
por milln 3.- PH f) Recolectaremos datos de costos respectivamente
en cada visita.
OBJETIVO 3:a) Identificar el mtodo de obtencin de agua
purificada segn el mtodo fisico. b) Identificar el mtodo de
obtencin de agua purificada por el mtodo de osmosis inversa.c)
Identificar el mtodo de obtencin de agua purificada por el mtodo
quimico.d) Discutir sobre los tres mtodos, lo positivo y
negativo.e) Comparar cada mtodo bajo los parmetros calidad,
produccin, costo en base a los datos obtenidos en el trabajo de
campo. 6 Marco Terico.-6.1 Agua libre de iones.-El agua en su
estado natural no solo est compuesto de H2O como es su formula
qumica tiene una serie de mezclas ya que es considerado el mejor
disolvente que podemos encontrar en la naturaleza adems del ms
comn, en el agua vertiente, donde es la fuente de abastecimiento de
agua para las ciudades tiene materia orgnica y muchas sales
disueltas entre otros, esto depende de que vertiente se tome esta
agua por ejemplo el agua de Oruro tiene muchos sales disueltas por
la antigua actividad minera y la excavacin de autoclave.Las sales
disueltas en las aguas, son llamadas como iones en el agua, estos
iones en el agua pueden ser positivos o negativos. Si queremos una
agua mineralizada para el consumo humano pues la concentracin de
iones debera ser mayor, pero si queremos esa agua para el autoclave
de una clnica necesitamos que tenga la menor cantidad de iones ya
que estos pueden precipitar como sales que daaran el funcionamiento
del autoclave.La presencia de iones ms fuertes del agua son el
magnesio, el calcio como cationes, y sulfatos, cloruros como
aniones tambin en cierta concentracin mucho menor se pueden
encontrar los ferratos, sales provenientes del hierro.El agua libre
de iones proviene de un tratamiento del agua de grifo comn, en los
cuales podemos encontrar dos tipos de agua sin iones, el agua
destilada y el agua desionizada cada uno con sus respectivas
caractersticas que las diferencian, comnmente son confundidas como
iguales. 6.1.1Agua destilada.-El agua destilada es aquella cuya
composicin se basa en la unidad de molculas de H2O. Es aquella a la
que se han eliminada las impurezas e iones mediante destilacin de
ah proviene el nombre. Este proceso proviene de un cambio fsico de
calentar el agua y luego enfriarlo, motivo por el cual el agua
destilada proviene sin mucha materia orgnica por el proceso de
hervir el agua a altas temperaturas.6.1.2Agua desionizada.-Es
tambin conocida como agua desmineralizada, pues se encuentra libre
de mienrales en su composicin. Esto se puede conseguir por diversos
medios. Estos medios tambin harn obtener agua de diferentes
cantidades. En nuestro caso (Adesco-Agua destilada), obtenemos agua
muy pura mediante una doble smosis inversa y un posterior
intercambio de resinas. Nosotros a este producto le llamamos agua
desionizada (sin iones),pero tambin le podramos llamar agua
desmineralizada (sin minerales), purificada (agua pura) o
destilada. Este ltimo es el que origina ms discrepancias, y/o
problemas de interpretacin.En teora no le podemos llamar agua
destilada si esta no ha sido obtenida por destilacin, pero el hecho
de que el producto que obtenemos es el mismo que con la destilacin
y tambin que el trmino agua destilada es el ms conocido
popularmente, hace que nosotros como fabricantes y tericos
expertos, tambin nombremos a este tipo de agua, agua destilada,
cuando realmente no lo es. Los que si tiene que quedar claro, es
que si el proceso est bien hecho, podemos obtener un tipo de agua
igual o mejor que el agua destilada.6.2 Mtodos para purificar el
agua.-Existen tres mtodos que parecen ser los indicados para
nuestra investigacin, el mtodo de la osmosis inversa, las resinas
por intercambio inico, y el clsico mtodo del destilador de
agua.6.2.1 Principio de la Osmosis Inversa.-La osmosis Inversa
consiste en separar un componente de otro en una solucin, mediante
las fuerzas ejercidas sobre una membrana semi-permeable. Su nombre
proviene de osmosis, el fenmeno natural por el cual se proveen de
agua las clulas vegetales y animales para mantener la vida.En el
caso de la Osmosis, el solvente (no el soluto) pasa espontneamente
de una solucin menos concentrada a otras ms concentrada, a travs de
una membrana semi-permeable. Entre ambas soluciones existe una
diferencia de energa, originada en la diferencia de
concentraciones. El solvente pasara en el sentido indicado hasta
alcanzar el equilibrio. Si se agrega a la solucin ms concentrada,
energa en forma de presin, el flujo de solvente se detendr cuando
la presin aplicada sea igual a la presin Osmtica Aparente entre las
2 soluciones. Esta presin Osmtica Aparente es una medida de la
diferencia de energa potencial entre ambas soluciones. Si se aplica
una presin mayor a la solucin mas concentrada, el solvente
comenzara a fluir de la presin aplicada, de la presin osmtica
aparente y del rea de la membrana presurizada.Los componentes
bsicos de una instalacin tpica de osmosis inversa consiste en un
tubo de presin conteniendo la membrana, aunque normalmente se
utilizan varios de estos tubos, ordenados en serie o paralelo. Una
bomba suministra en forma continua el fluido a tratar a los tubos
de presin y, adems, es la encargada en la prctica de suministrar la
presin necesaria para producir el proceso. Una vlvula reguladora en
la corriente de concentrado, es la encargada de controlar la misma
dentro de los elementos (se denominan as a las membranas
convenientes dispuestas).Hoy en dia, hay 3 configuraciones posibles
de la membraba: el elemento tubular, el elemento espiral y el
elemento de fibras huecas. Mas del 60% de los sistemas instalados
en el mundo trabajn con elementos en espiral debido a 2 ventajas
apreciables: Buena relacin rea de membrana/volumen del elemento.
Diseo que le permite ser usado sin dificultades de operacin en la
mayora de las aplicaciones, ya que admite un fluido con una
turbiedad ms de 3 veces mayor que los elementos de fibra hueca.Este
elemento fue desarrollado a mediados de la decada del 60, bajo
contrato de la oficina de aguas salinas. En la actualidad estos
elementos se fabrican con membranas de acetato de celulosa o
poliamidas y con distintos grados de rechazo y produccion.
6.2.2 Principio del agua destilada.-El agua destilada es el agua
que ha sido hervida en un aparato llamado alambique, y luego
recondensada en una unidad enfriadora (condensadora) para devolver
el agua al estado liquido. La destilacin se usa para purificar el
agua. Los contaminantes disueltos tales como sales se quedan en el
tanque donde el agua hierve mientras que el vapor de agua se eleva
hacia fuera. Puede no funcionar si los contaminantes son voltiles
de forma que tambin hierven y recondensan, como si se tiene algo de
alcohol disuelto.Algunos alambiques pueden condensar selectivamente
(por licuefaccin) el agua y no otras sustancias voltiles, pero la
mayora de los procesos de destilacin permiten el arrastre de al
menos algunas de las sustancias voltiles, una parte muy pequea del
material no voltil que fue arrastrado dentro del flujo de vapor de
agua cuando las burbujas estallan en la superficie del agua (CO2)
se disuelva en el destilado el PH es generalmente 4,5-5,0.
Adicionalmente, hay que tener cuidado de no re-contaminar el agua
despus de haberla destilado.6.2.3 Principio de intercambio
inico.-Estos sistemas consisten en dos vasijas- una conteniendo una
resina de intercambio cationico en forma de protones (H+) y la otra
conteniendo una resina anionica en forma de hidroxilos (OH-) (ver
dibujo de abajo). El agua fluye a travs del a columna cationica ,
con lo cual todos los cationes son sustituidos por protones. El
agua descationizada luego fluye a travs de la columna anionica.
Esta vez, todos los cationes cargados negativamente son
intercambiados por iones hidroxilo, los cuales se combinan con los
protones para formar agua (H2O).
Estos sistemas eliminan todos los iones, incluyendo la slice. En
la mayora de los casos se aconseja reducir el flujo de iones que se
pasan a travs del intercambiador inico por medio de la instalacin
de una unidad eliminadora de CO2 entre las vasijas de intercambio
ionico. Esto reduce el contenido de CO2 a unos pocos mg/l y
ocasiona una reduccin subsiguiente del volumen de la resina
anionica de base fuerte y en los requerimientos de regeneracin de
los reactivos.En general el sistema de resina de catin cido fuerte
y anin bsico fuerte es el mtodo ms simple y con l se puede obtener
un agua desionizada que puede ser usada en una amplia variedad de
aplicaciones.Sistemas de resina catinica cido fuerte + anionica
bsica dbil + aninica bsica fuerte Esta combinacin es una
modificacin anterior. Proporciona la misma calidad de agua
desionizada, a la vez que ofrece ventajas econmicas cuando se trata
agua que contiene elevadas cantidades de aniones fuertes (cloruros
y sulfatos). El subtitulo muestra que el sistema est equipado con
intercambiador aninico bsico extra dbil. La unidad eliminadora de
CO2 opcional puede ser instalada tanto despus del intercambiador
catinico, como entre los dos intercambiadores aninicos (ver dibujo
de abajo). La generacin de los intercambiadores anionicos se
realiza con una disolucin de soda custica (NaOH) pasndola primero a
travs de la resina de base fuerte y luego a travs de la resina de
base dbil. Este mtodo requiere de menor cantidad de soda custica
que el mtodo descrito anteriormente porque la disolucin generadora
que queda despus del intercambiador anionico de base fuerte es
normalmente suficiente para regenerar completamente la resina de
base dbil. Lo que es ms, cuando la materia prima contiene una
proporcin elevada de materia orgnica, la resina de base dbil
protege la resina de base fuerte.
7 Costos y Presupuestos.-
PRECIOUNITARIOCANTIDADPRECIO
Pasajes
Frascos para muestras
Refrigerio (bocaditos)
Alquiler de dispositivo para tomar mediciones
Fotocopias
Impresin
Empastado del trabajo1,70 bs
10 bs
5 bs
50 bs
0,10 bs
0,20 bs
20 bs
x 30unid
x3unid.
x3unid
x3unid
x 50unid
x 100 unid
x 1 unid x 30unid. = 51bs
x3unid. = 30 bs
x3unid. = 15bs
x3unid. = 150bs
5 bs
20 bs
20 bs
TOTAL 290 bs
1
8 Cronograma de actividades .-Diagrama de Gantt
9 Bibliografa.- Doroti A. Ginior, Filiph R. Asgurst, TECNOLOGIA
DEL AGUA EMBOTELLADA, Saragoza, primera edicin ,Ed. Acribia,
2001,
http://www.lenntech.es/aplicaciones/proceso/desmineralizada/
agua-desionizada-desmineralizada.htm # ixzz26p4pDbYf
http://www.wikipedia.org/wiki/Agua_Destilada
http://textoscientificos.com/quimica/osmosis/inversa
