Fertilidad

1. MANUAL DE TRATAMIENTO FISICO
QUIMICO DE AGUA PARA RIEGO
COAGULACION-FLOCULACION
Responsable: Ing. José Pazo Reyes

2. PRESENTACION
Las áreas de la irrigación Chavimochic se han ido incrementando paulatinamente,
durante estos últimos cinco años. Las características naturales del agua que provienen del Río
Santa, no permiten el uso directo de las mismas para el riego. Su principal limitante lo
constituye los elevados niveles de sólidos en suspensión que pueden ocasionar deterioro en los
sistemas de riego presurizado y afectar el desarrollo normal de los principales cultivos.
Se observa que los niveles de contaminación son bastante altos, calificándose a esta agua, no
apta para riego presurizado. La forma de solucionar este grave problema, para mejorar la calidad
del agua, la Junta de Usuarios de Riego Presurizado, ha instalado e implementado las Tomas de
Tratamiento donde el agua sufre un cambio físico-químico, con beneficios para el buen
funcionamiento de los sistemas de riego y para el normal desarrollo de los cultivos, sobre todos
los sensibles a encharcamientos producidos por la acumulación superficial de estos
contaminantes. Para tal efecto, los principales ejecutores de la remoción de estos sólidos son
dados por la aplicación de polímeros orgánicos aniónicos y sales inorgánicas de h .ierro
año de la partícula, afecta la tendencia al
as
Cuadro N° 1
El cuadro N°1 muestra como el tam
entamiento en agua tranquila. .
: Sedimentación de partículas pequeñas de Gravedad Específica.
mm. de diámetro y gravedad
) Cálculos basados en esferas con gravedad específica de 2.65 que sedimentan 30 cm.
tación para obtener resultados rápidos de clarificación y mejoramiento de
la calidad del agua.
o”, señala los pasos que se deben
eguir para la operación del tratamiento físico-químico
la
partícula (mm)
Escala de Tamaños perficial
total para sed
Diámetro de Área Su
(a)
Tiempo requerido
imentar (b)
10 Grava 3.15 cm2
0.3 s
1 Arena gruesa 31.50 cm2
3.0 m/s
0.1 Arena fina 315.00 cm2
38.0 s
0.01 Sedimento 3 2
33.0150.00 cm min
0.001 Bacteria 3.15 m2
55.0 horas
Área
0.0001 Partícula coloidal 31.50 m2
230.0 días
(a) maño indicado, producida a partir de una partícula de 100
específica de 2.65
de partículas del ta
(b
Como se observa en el cuadro, las partículas coloidales son las que requieren mayor tiempo
para sedimentar, por tal motivo, es necesario agregar un agente químico que acelere la
velocidad de sedimen
El presente “Manual de Tratamiento del Agua para rieg
s

3. GLOSARIO
Coagulación.- Es la acción de desestabilizar las partículas en suspensión es decir facilitar su
aglomeración. En la práctica este procedimiento es caracterizado por la inyección y dispersión
rápida de productos químicos.
Coagulante.- Compuesto de aluminio o de hierro que generalmente pueden producir hidróxidos
gelatinosos no solubles y absorber las impurezas.
Contaminantes.- Cualquier agente biológico, químico, materia extraña y otras sustancias no
añadidas intencionalmente presentes en el agua.
Dosificación.- Inyección y dispersión rápida de productos químicos encargados de remover los
contaminantes del agua.
Floculación.- Es la acción de reunir las partículas desestabilizadas para formar aglomeraciones
de mayor peso y tamaño que sedimenten con mayor eficiencia.
Monómero.- Un monómero es una molécula de pequeña masa molecular que unida a otros
monómeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes,
forman macromoléculas llamadas polímeros.
Polímero.- Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas
denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas
parecen fideos, otras tienen ramificaciones. Algunas más se asemejan a las escaleras de mano y
otras son como redes tridimensionales.
PPM. –Cantidad de soluto disuelta en una solución, se expresa en mg/lt o gr/m3.
Tratamiento, de Agua.- Tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo
físico, químico o biológico cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación o
las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso
o residuales.
Turbidez.- Es una suspensión de partículas muy finas, que obstruye el paso de la luz. Por el
pequeño tamaño de estas partículas, se requieren muchos días para que se sedimente.

4. OPERACIÓN DEL TRATAMIENTO DEL AGUA PARA RIEGO
I. Ubicación de las Tomas de Tratamiento.- Las tomas de tratamiento están ubicadas a lo
largo del canal lateral 10 “Pur Pur” y canal madre.
II. Partes principales de la infraestructura de Tratamiento.- Cuenta con las siguientes
partes :
2.1. Compuerta de ingreso.- Capta el agua a tratar del canal lateral 10 o canal madre
para su ingreso a la infraestructura del tratamiento.
2.2. Tubería en dirección a la Cámara de Carga.-Conduce el agua del canal a la cámara
de carga
2.3. Cámara de Dosificación.- Cámara de concreto diseñada especialmente para originar
turbulencia en el agua. Esto favorece la mezcla de las sustancias químicas utilizadas
en el tratamiento.
2.4. Tubería en dirección a la Poza de Sedimentación.-Conduce el agua floculada o
coagulada hacia el desarenador o sedimentador.
2.5. Poza de Sedimentación.- Recepciona los sólidos que estuvieron inicialmente
suspendidos que, por acción del los insumos químicos inyectados, sedimentarán en
el fondo de la poza.
2.5. Cámara de Carga .- Capta el agua tratada de la parte superficial de la poza de
sedimentación, que será destinada a riego presurizado por los usuarios, después de ser
filtrados

5. III. Partes del Sistema de Dosificación.-
1. Tanque de preparación de la solución madre.- El tamaño del tanque depende del
caudal del agua a tratar. En éste se prepara la solución madre a partir de los
insumos químicos comerciales utilizados en tratamiento. Exteriormente presenta
una válvula de salida que regula el caudal de solución que se desea dosificar.
2. Batidor.- Puede ser manual o eléctrico, dependiendo de las posibilidades del
usuario. Si es manual, puede ser del modelo que está como ejemplo en la siguiente
figura:
3. Jarra graduada.- Recepciona la solución madre que fluye desde el tanque y es
punto clave que permite medir el caudal de solución que deseamos aplicar en litros
por minuto o segundos por litro y evitar sobredosificaciones.

6. 4. Tubería de inyección.- O flauta, tubería de pvc de ¾”, presenta a lo largo
agujeros entre 0.3 a 0.5 cm de diámetro, a través de los cuales fluye la solución
madre.
IV. Pasos del tratamiento.-
Antes de empezar con el tratamiento, el operador debe estar debidamente protegido para
evitar cualquier contacto directo con los insumos químicos utilizados en el tratamiento.
Generalmente el vestuario de protección consta de un mameluco sintético, lentes,
casco, botas, guantes de jebe, mascarilla.

7. 1. Preparación del coagulante y floculante.-
Floculante.- Polímero orgánico de elevado peso molecular, cuya función es
capturar y sedimentar los sólidos suspendidos, especialmente limos,
formando puentes entre una partícula y otra.
Antes de su preparación debe estra protegido del sol y de la humedad.
1.1.1. Preparación de la Solución Madre.- La dilución de este producto forma una
sustancia semilíquida o gelatinosa, la consistencia o viscosidad de la solución
estará directamente relacionada con la cantidad de contaminantes suspendidos
en el agua y el caudal de agua a tratar.
En la figura se observa como flotan algunos grumos de polímero o floculante
en el tanque de preparación, esto se debe al no tener conocimiento de los
cuidados en preparar la solución. Uno de estos cuidados es que mientras se va
batiendo el tanque con agua, se debe agregar de manera lenta y dispersa por
todo el tanque este polímero granulado para evitar la formación de grumos.

8. Para mantener el tanque de dosificación siempre lleno, que generalmente es de 1 m3
, se prepara
la solución floculante en contenedores más pequeños que pueden tener la capacidad aproximada
de 200 litros. En el cuadro se menciona la concentración y cantidad en gramos de floculante
que debe prepararse en estos contendores:
Concentración
gr/m3
Gramos Litros
100 20 200 lt
150 30 200 lt
200 40 200 lt
250 50 200 lt
1.1.2. Dosificación del Polímero.- La aplicación del producto se realiza en la cámara
de Dosificación, donde gracias a la turbulencia originada, el floculante hace
colisión con los sólidos suspendidos removibles presentes.
El caudal de la solución madre que se desea aplicar, en litros por minuto o
segundos por litro, se mide con la ayuda de la Jarra Graduada.

9. Cuadro Referencial de Dosis óptima Floculante para el Tratamiento de Agua:a la
dos
Turbidez (ntu)
Polímero
Floerger 910
(ppm o gr/m3)
200 0.018
250 0.023
300 0.029
350 0.036
400 0.043
450 0.049
500 0.057
600 0.071
700 0.087
800 0.103
900 0.120
1000 0.137
1100 0.155
1200 0.174
1300 0.192
1400 0.211
1500 0.231
1600 0.251
1700 0.271
1800 0.291
1900 0.312
2000 0.333
2500 0.444
3000 0.560
3500 0.682
4000 0.809
4500 0.941
5000 1.076
1.1.2.1. Caudal de consumo: El caudal de consumo, es otro parámetro
necesario para saber cuánto de floculante se debe de inyectar al agua.
El medidor de caudal o hidrómetro, indica el consumo litros/ segundo
(lt/s). Es preciso realizar la conversión de litros por segundo a metros
cúbicos por hora para que al final de la jornada, el operador sepa cuanto
de agua a tratado en su turno. Esta conversión ser realiza mediante la
siguiente fórmula:
M3/hr = “X” lt/s x 3.57

10. 1.1.2.2. Volumen de aplicación: La formula para hallar el volumen de
aplicación según la concentración de la solución madre es:
Concentración 1 x Volumen 1 = Concentración 2 x Volumen 2
Ejemplo: Si la solución madre tiene una concentración de 200 ppm, el caudal de
consumo es 300 m3/hr, la turbidez es 1000 ntu, qué cantidad debo aplicar de
producto?
Datos:
Para 1000 ntu, es necesario aplicar una dosis, según cuadro referencial,
0.137 ppm.
300 m3/hr, equivale a 5000 litros/ minuto.
Desarrollo:
200 ppm x Volumen 1 = 0.137 ppm x 5000 litros / minuto.
Volumen 1 = 3.4 Litros/min
Respuesta: Es necesario aplicar 3.4 litros por minuto de solución
madre a 200 ppm
1.2. Coagulante
Características del producto:
- Fórmula Química: FeCl3
- Color: Pardo Oscuro.
- Concentración de Cloruro Férrico: 38 a 45% como % FeCl3.
- Concentración de Cloruro Ferroso: No mayor de 0.5% como FeCl2
- Acidez Libre (% HCl): No mayor de 0.5
- Contenido de Metales Totales: No mayor de 0.01%
- Residuo Insoluble (%): No mayor de 0.5%
- Densidad: 1.4 a 1.45 g/cc.

11. 1.2.3. Dosificación del coagulante.- Generalmente la aplicación de
coagulante se realiza después de haber dejado actuar el
floculante, ya que éste retira con facilidad las partículas de
mayor tamaño como los limos, manteniéndose aún en suspensión
las partículas arcillosas, y para retirar estas partículas residuales,
el coagulante es el reactivo necesario, por lo tanto, debe ser
aplicado después de realizada la floculación.
En la mayoría de los casos, las infraestructuras cuentan con
cámara de carga al final del desarenador, antes de que el agua
pase a la poza de sedimentación, es ahí donde se realiza la
aplicación del coagulante.
Para cada nivel de turbidez, existe una dosis referencial de
coagulante que permita obtener un agua de calidad entre los 50 y
30 ntu. Se muestra en el siguiente cuadro referencial las dosis de
cloruro férrico que debe aplicarse según el grado de turbidez del
agua:
TURBIDEZ (ntu)
(x)
DOSIFICACION
OPTIMA
(ppm) (y)
150 1,88
200 1,97
250 2,06
300 2,14
400 2,31
500 2,48
600 2,65
700 2,82
800 3,00
900 3,17
1000 3,34
1500 4,20
2000 5,07
2500 5,94
3000 6,81
3500 7,69
4000 8,57
4500 9,46
5000 10,35

12. En la fig. se muestra la dosificación de cloruro férrico en la cámara de carga ubicada al final del
desarenador, se observa el grado de turbulencia del agua que permite una colisión optima entre el
producto y los sólidos suspendidos presentes.
1.1.1.1. Volumen de aplicación: La formula para hallar el volumen de aplicación según la
concentración de la solución madre es:
Concentración 1 x Volumen 1 = Concentración 2 x Volumen 2
Ejemplo: Si la solución madre al 1 % tiene una concentración de 10068 ppm, el caudal de consumo
es 300 m3/hr, la turbidez es 1000 ntu, qué cantidad debo aplicar de producto?
Datos:
Para 1000 ntu, es necesario aplicar una dosis, según cuadro referencial, 3.34 ppm.
300 m3/hr, equivale a 5000 litros/ minuto.
Desarrollo:
10068 ppm x Volumen 1 = 3.34 ppm x 5000 litros / minuto.
Volumen 1 = 1.7 Litros/min
Respuesta: Es necesario aplicar 1.7 litros por minuto de solución madre al