Upload
trinhtruc
View
224
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Instructor: Ing. Luis Gomez Quispe
SEMESTREIII - 2017
1
ADMINISTRACION DE EMPRESA
OPERACIONES INDUSTRIALES
SEMANA 13 : AGUAS INDUSTRIALES
Inst. Ing. Luis Gomez Quispe
OBJETIVO GENERAL
Al término de la sesión el aprendiz,
será capaz de identificar, los tipos
de agua que se utiliza en la
industria.
DUREZA DEL AGUA
SALES DE CALCIO Y MAGNESIO
Se denomina dureza del agua a la concentración de compuestos
minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en
particular sales de magnesio y calcio. El agua denominada
comúnmente como “dura” tiene una elevada concentración de dichas
sales y el agua “blanda” las contiene en muy poca cantidad.
La unidad de medida de la dureza que se utiliza más habitualmente
son los grados hidrométricos franceses (º H F), y el cálculo de este
parámetro responde a la siguiente fórmula:
(mg/l Ca x 2.5 + mg/l Mg x 4.2) /10
¿CÓMO SE GENERA LA DUREZA DEL AGUA?
La presencia de sales de magnesio y calcio en el agua
depende fundamentalmente de las formaciones geológicas
atravesadas por el agua de forma previa a su captación. Las
aguas subterráneas que atraviesan acuíferos carbonatados
(calizas) son las que presentan mayor dureza y dichos
acuíferos están formados por carbonatos de calcio y
magnesio.
Las aguas subterráneas procedentes de acuíferos con
composición eminentemente silicatada (p.e. granitos) dan
lugar a un agua blanda, es decir, con cantidades muy bajas
de sales de calcio y magnesio.
¿EN QUÉ INFLUYE LA DUREZA DEL
AGUA EN NUESTRO DÍA A DÍA?
Un efecto muy visible en aguas de distinta dureza
(un agua “dura y un agua “blanda”) es su diferente
comportamiento ante la adición de jabón. En
presencia de la misma cantidad de jabón, la
aparición de espuma es mucho menor si se trata
del agua “dura”, ya que el calcio y el magnesio
reaccionan con los compuestos que forman el
jabón y dejan de ser efectivos, con la consiguiente
necesidad de añadir más cantidad de jabón si nos
encontramos en este extremo.
El efecto más conocido en lugares en los
que el agua de abastecimiento presenta
una elevada dureza es la formación de
incrustaciones calcáreas (comúnmente
denominadas como cal).
¿EN QUÉ INFLUYE LA DUREZA DEL AGUA
EN NUESTRO DÍA A DÍA?
¿EN QUÉ INFLUYE LA DUREZA DEL AGUA
EN NUESTRO DÍA A DÍA?
Es importante conocer la dureza del agua de abastecimiento
de nuestra localidad, ya que ese dato nos permite ajustar el
funcionamiento de determinados electrodomésticos que
ofrecen dicha posibilidad (sobre todo lavadoras y
lavavajillas).
Esta regulación previa del aparato permitirá que se operen
cambios en el funcionamiento del mismo en función del
valor seleccionado y de este modo se compensen los
efectos negativos que un agua de elevada dureza puede
provocar, con el consiguiente mejor funcionamiento y mayor
duración del electrodoméstico.
Medidas de la dureza del agua
Las medidas de dureza o grado hidrotimétrico del agua son: mg CaCO3/l o
ppm de CaCO3. Miligramos de carbonato cálcico (CaCO3) en un litro de
agua; esto es equivalente a ppm de CaCO3.
•Grado alemán (Deutsche Härte, °dH). Equivale a 17,9 mg CaCO3/l de
agua.
•Grado americano. Equivale a 17,2 mg CaCO3/l de agua.
•Grado francés (°fH). Equivale a 10,0 mg CaCO3/l de agua.
•Grado inglés (°eH) o grado Clark. Equivale a 14,3 mg CaCO3/l de agua.
Clasificación de la dureza del agua (º H F):
<7: agua muy blanda
7-14: agua blanda
14-32: agua de dureza intermedia
32-54: aguadura
> 54: agua muy dura
Tipos de
aguamg/l °fH ºdH ºeH
Agua
blanda≤17 ≤1.7 ≤0.95 ≤1.19
Agua
levemente
dura
≤60 ≤6.0 ≤3.35 ≤4.20
Agua
moderada
mente
dura
≤120 ≤12.0 ≤6.70 ≤8.39
Agua dura ≤180 ≤18.0 ≤10.05 ≤12.59
Agua muy
dura>180 >18.0 >10.05 >12.59
Clasificación de la dureza del agua
Eliminación de la dureza
La dureza total del agua se compone de una dureza
transitoria y de una dureza permanente.
•La dureza transitoria, o dureza originada por los
carbonatos. es determinada por los carbonatos
hidrogenados y se puede eliminar hirviendo el agua; en esta
operación se desprende el CO2 y se precipita el CaC03.
•La dureza permanente, o dureza originada por los sulfatas,
es determinada por los sulfates disueltos en el agua y solo
puede ser eliminada químicamente. Añadiendo sosa se
flocula el calcio, el cual se recolecta luego en el fango del
fondo del calentador para ser purgado por el grifo
respectivo.
El sulfato sódico que se forma es fácilmente
soluble; el dióxido carbónico ataca la chapa del
calentador cuando supera un grado determinado
de concentración ("ácido carbónico agresivo"). Un
proceso para la eliminación de la dureza del agua,
es la descalcificación de ésta mediante resinas de
intercambio iónico. Lo más habitual es utilizar
resinas de intercambio catiónico que intercambian
iones sodio por los iones calcio y magnesio
presentes en el agua.
El procedimiento a base de sosa y cal es uno de los más
difundidos y consiste en adi¬cionarle al agua cal apagada y
sosa.
El Ca(OH)2precipita la cal y combina a la vez el CO2 para
evitar que como "ácido carbónico agresivo" ataque el hierro.
La dureza que quede se elimina mediante la ecuación dada a
base de sosa.
La dureza se puede determinar fácilmente mediante, también
se puede percibir por el sabor del agua. Es conveniente saber
si el agua es agua dura, ya que la dureza puede provocar
depósitos de carbonatos en conducciones
de lavadoras, calentadores, y calderas o en las planchas.
Si ya se han formado hay productos antical, aunque un método
muy válido para diluir los carbonatos es aplicar un ácido débil
(acético, cítrico etc) en los depósitos. El proceso de reducción de
la dureza del agua se denomina ablandamiento del agua.
El ablandamiento del agua por medio de intercambiadores
iónicos orgánicos en la práctica industrial tiene actualmente
mayor importancia el procedimiento a base de wofatito que el
procedimiento de permutita. Determinadas resinas orgánicas
obtenidas sintéticamente (wofatito) poseen la misma propiedad
de la permutita,
Es decir, la de intercambiar iones alcalinos por los iones de
calcio disueltos en el agua, ablandándola de esta manera.
Según la constitución del wofatito es posible intercambiar tanto
los iones metálicos contenidos en el agua (cationes), como los
restos de ácidos(aniones).
Una combinación de intercambiadores iónicos de cationes y
aniones permite una completa extracción de todas las sales del
agua:
•Intercambiador de cationes
•íntercambiador de aniones
Los intercambiadores de cationes usados pueden ser
regenerados con ácido clorhídrico diluido y los
intercambiadores de aniones, con lejía sódica diluida.
TIPOS DE AGUAS INDUSTRIALES
AGUA DURA ( DE MAR , DE RIO, DEL SUBSUELO)
•Agua del mar:
Como es sabido desde hace tiempo, la salinidad de los diversos océanos es ligeramente
variable, pero la proporción de los diversos componentes es relativamente constante. Este
hecho sólo se cumple para aguas de mar abierto. Los estuarios y las zonas costeras poco
profundas, sobre todo si se trata de costas habitadas, poseen concentraciones diferentes. El
Na+ y el Cl- forman por sí solos alrededor del 85% del total de los solutos; si se consideran los
iones positivos Na+, Mg2+, Ca2+, K+ y los cuatro negativos Cl-, SO42-, HCO3- y Br -, se llega
al 99,9%.
En algunos países de clima cálido, como Israel y Kuwait, se obtiene agua dulce por destilación
del agua del mar. No obstante, para la mayoría de las naciones, este procedimiento requiere
mucha energía y por tanto mucho dinero. Debido a esto no podemos decir que el mar
constituya una fuente de agua importante para el consumo del hombre, sin embargo, si
constituye un inmenso almacén de muchas otras sustancias. Cada metro cúbico de agua del
mar contiene 1.5 Kg de sustancias disueltas. Aunque la mayoría de las sustancias se
encuentran en muy baja concentración si que hay dos sustancias importantes que se extraen
comercialmente del agua del mar: el cloruro sódico (sal de mesa) y el magnesio.
Griferías
Estas sales se incrustan en los difusores de agua, latiguillos,
llaves de ángulo y tuberías de pequeños diámetros.