Tratamiento con coagulantes en aguas residuales

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA
FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS AMBIENTALES
“Comparación del efecto de tres coagulantes en el tratamiento de aguas
residuales municipales provenientes del efluente de Quebrada del Águila”
Curso: Análisis de calidad de Agua.
Docente: PAREDES SALAZAR, José Luis
Integrantes:
- AGURTO VERGARA, Jacky
- LOPEZ ORTIZ, Solmayra
- MATOS ZEGARRA,Lerida
- MARTINEZ GALINDOZ, Samir
- MEDINA DIONISIO, Elvis
- MEDINA MESA, Jordy
- NATORRE CENIZARIO, Geny
- QUISPE SANCHEZ, Gustavo
- RENGIFO GERONIMO, Linda
- RODRIGUEZ EUGENIO, Jhely
- RUIZ BALCAZAR, Kevin
- SANCHEZ BERROCAL, Julio
- SANDOVAL ESCALANTE, Nely
- SANTILLAN TELLO, Bryan
- SEGURA CABALLERO, Alex
- VAZQUES GARCIA, Annie
- YACHA SOLIS, Cristhian
- ZAMORA HERNANDEZ, Roxana.
- ZELAYA MOYA, Ahnel
Tingo María - Perú
Julio, 2015

I. INTRODUCCIÓN.
El acelerado crecimiento poblacional y la expansión de las zonas
urbanas han incrementado los impactos adversos sobre los recursos hídricos. Las
descargas de efluentes de una variedad de actividades humanas, han tenido como
resultado la contaminación de los ríos, lagos y otros cuerpos de agua.
Los efluentes industriales y demás actividades, no solo han
ocasionado un deterioro progresivo en las aguas superficiales, también están
poniendo en riesgo la vida de los ecosistemas acuáticos, además del hombre. Es
así que para obtener agua que pueda ser consumida por los seres humanos o que
no afecte a la vida acuática, es necesario llevar a cabo procesos de la remoción
total o parcial de dichas impurezas.
Por ello, es muy importante que el agua antes de ser utilizada, se
someta a una serie de tratamientos previos, para garantizar calidad.
Es en estos procesos donde interviene la evaluación de los
paramentos físicos y químico (turbidez, pH, OD, DBO, temperatura, conductividad,
etc.); que nos mostraran las características que presenta la muestra. Develado
estas características se puede tomar acciones en mejora de la calidad del agua.
Una de esas mejoras es la clarificación (remoción de solidos que
causan la turbidez) que implica procesos de coagulación–floculación. En la
desestabilización y precipitación de estas partículas, es de común uso coagulantes
artificiales que debido a su origen metálico podrían causar daños a largo plazo tras
la ingesta de esta agua.
Es por eso que este informe se analizará la calidad de una muestra de
agua basada en sus parámetros físico–químico y en la remoción de solidos que
generan la turbidez pero utilizando coagulantes naturales además de los
artificiales, para su próxima comparación:
De acuerdo a lo expuesto con anterioridad los objetivos son los
siguientes:

Objetivo general:
 Analizar la calidad de agua de la quebrada del Águila en su
desembocadura al rio Huallaga.
Objetivos específicos:
 Determinar los parámetros físicos, químicos (OD, DBO, pH,
Solidos totales) de la muestra de agua de la quebrada del Águila.
 Cuantificar la eficiencia del método de Coagulación haciendo uso
de coagulantes artificiales (sulfato de aluminio) y naturales
(almidón de Manihot esculenta y tallo de Opuntia ficus–indica).

II. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Sedimentación
En la separación de sólidos de gases se emplea también el término
separación de polvos. La fase sólida puede ser tanto una materia de interés como
una no deseada (depuración de gases). En la separación por gravedad, la
corriente de gas se hace pasar por un canal de separación a velocidad reducida.
Las partículas sedimentan durante este recorrido y se acumulan. . (KUAN M.
YAO, 1973)
En la práctica, la separación de mezclas de sólidos y líquidos
(suspensiones) tiene lugar en tanques o cámaras de sedimentación. Por ellos se
mueve la suspensión a velocidad constante. La sección de la cámara puede ser
de forma rectangular o circular. En los tanques de sedimentación rectangulares, la
suspensión entra por un extremo y sale por el rebosadero situado en el extremo
opuesto. Durante este recorrido sedimentan las partículas sólidas en el fondo del
tanque. El fondo del tanque está inclinado para poder evacuar los sólidos
sedimentados. Además hay dispositivos con los que se pueden retirar del fondo
los sedimentos sólidos (lodos). Los tanques de sedimentación se utilizan, sobre
todo, para el tratamiento de aguas. (KUAN M. YAO, 1973)
Para la separación de fases, la ingeniería de las operaciones básicas
mecánicas aprovecha en muchos casos la fuerza de la gravedad. Se puede
emplear para separar un sólido de una fase fluida. Las partículas sólidas que
están en suspensión en un fluido, sedimentan por efecto de la fuerza de la
gravedad. La condición necesaria para ello es que la densidad del sólido sea
mayor que la del fluido. Este proceso se conoce como sedimentación. Fluido es un
término que abarca gases y líquidos. Este término se utiliza debido a que la

mayoría de las leyes de la física son válidas para ambos estados. (KUAN M. YAO,
1973)
FIGURA N°1: mecanismo de la sedimentación
La velocidad de sedimentación de las partículas es la magnitud
principal para el diseño de tanques de sedimentación. Está directamente
relacionada con el tamaño y forma de las partículas (resistencia al flujo) y de la
diferencia entre la densidad del fluido y la del sólido. Si las partículas que se
encuentran en suspensión son muy finas o si la diferencia de densidad entre el
fluido y el sólido es escasa, la velocidad de sedimentación será muy pequeña. En
tal caso no será posible una separación por sedimentación técnicamente viable.
Otra magnitud que influye en la velocidad de sedimentación de sólidos en líquidos
es la concentración de las partículas. . (KUAN M. YAO, 1973)
Las concentraciones elevadas obstaculizan la sedimentación. La así
llamada velocidad de sedimentación impedida es menor que la de las partículas
individuales (sedimentación libre), según aumenta la concentración. . (KUAN M.
YAO, 1973)

2.2. Sedimentador o Decantador: Dispositivo usado para separar, por
gravedad, las partículas en suspensión en una masa de agua.
2.2.1. Sedimentadores primarios
Consiste en utilizar las fuerzas de gravedad para separar una
partícula de densidad superior con densidad superior a la del líquido hasta una
superficie o zona de almacenamiento. Para que pueda haber una separación
efectiva se precisa, además, que la fuerza de gravedad tenga
un valor suficientemente elevada con relación a sus efectos antagonistas: efectos
de turbulencia, rozamiento, repulsión electrostática, corrientes de convección, etc.
Para facilitar la comprensión de los fenómenos que intervienen deben distinguirse
los efectos relacionados con el movimiento de la partícula y los relacionados con
el movimiento del líquido.
2.2.2. Sedimentadores horizontales
La superficie libre de estos decantadores puede ser cuadrada,
rectangular o circular.
Los fangos se reúnen en una fosa en donde son extraídos mediante un
eyector hidrostática.
2.2.3. Sedimentador de varios pisos
"Un decantador seta tanto eficaz cuando su superficie horizontal sea
más grande, dada una superficie de terreno ocupada y un determinado volumen
de obre. Un decantador será tanto más eficaz cuanto su superficie horizontal sea
más grande. Dada una superficie de terreno ocupado y un determinado volumen

de obra, fácilmente concluiremos que debemos utilizar decantadores de varios
pisos o de superficie de sedimentación laminar.
El factor de forma L/H, que debe elegirse lo menor posible con tal de
mantener una velocidad de derrame mínima necesaria para obtener la repartición
y la estabilidad del derrame, muestra que los diferentes pisos deben ser utilizados
preferentemente en paralelo y no en serie. La estabilidad de derrame se logra
para:
L/H> 10…………………. Ec. (1)
Los decantadores de varios pisos permiten, en consecuencia, utilizar
velocidades más lentas (L menor).
2.2.4. Sedimentadores horizontales circulares
Pueden considerarse como una yuxtaposición de sedimentadores
horizontales formados por sectores. El cálculo de los sedimentadores horizontales
puede aplicarse con la condición de que se tenga en cuenta la progresiva
disminución de la velocidad media horizontal.
Se obtiene como expresión de la velocidad de caída de la partícula retenida
en el decantador:
con:
R = radio del decantador radial;
S = p R2 = superficie del fondo.
ec………… 2

2.3. Coagulación
Es un proceso de desestabilización química de las partículas
coloidales que se producen al neutralizar las fuerzas que los mantienen
separados, por medio de la adición de los coagulantes químicos y la aplicación de
la energía de mezclado. En la siguiente figura 1 se muestra como las sustancias
químicas anulan las cargas eléctricas de la superficie del coloide permitiendo que
las partículas coloidales se aglomeren formando flóculos. (ANDÍA YOLANDA,
2000)
La coagulación es el tratamiento más eficaz pero también es el que
representa un gasto elevado cuando no está bien realizado. Es igualmente el
método universal porque elimina una gran cantidad de sustancias de diversas
naturalezas y de peso de materia que son eliminados al menor costo, en
comparación con otros métodos. (ANDÍA YOLANDA, 2000)
El término coágulo se refiere a las reacciones que suceden al agregar
un reactivo químico (coagulante) en agua, originan o productos insolubles. La
coagulación comienza agregar el coagulante del agua y dura fracciones de
segundo, (GÓMEZ NÉSTOR, 2005).
El proceso de coagulación mal realizado también puede conducir a
una degradación rápida de la calidad del agua y representa gastos de operación
no justificadas. Por lo tanto que se considera que la dosis del coagulante
condiciona el funcionamiento de las unidades de decantación y que es imposible
de realizar una clarificación, si la cantidad de coagulante está mal ajustada.
En esta figura se muestra como las sustancias químicas anulan las
cargas eléctricas sobre la superficie del coloide, permitiendo que las partículas
coloidales se aglomeren formando flóculos. (GÓMEZ NÉSTOR, 2005).

Fig 1. Esquema del fenómeno de la coagulación
2.3.1. Compresión de la Doble Capa
Cuando se aproximan dos partículas semejantes, sus capas difusas
interactúan y generan una fuerza de repulsión, cuyo potencial de repulsión está en
función de la distancia que los separa y cae rápidamente con el incremento de
iones de carga opuesta al de las partículas, esto se consigue sólo con los iones
del coagulante. (Ver Fig. 2). Existe por otro lado un potencial de atracción o
fuerzas de atracción Ea, entre las partículas llamadas fuerzas de Van der Walls,
que dependen de los átomos que constituyen las partículas y de la densidad de
estos últimos. Contrariamente a las Fuerzas de repulsión, las fuerzas de Van der
Walls no son afectados por las características de la solución. Ver fig. 2.

Si la distancia que separa a las partículas es superior a “L”, entonces las
partículas, no se atraen. E es la energía que los mantiene separados.
2.3.2. Mecanismo de la Coagulación
La desestabilización se puede obtener por los mecanismos
fisicoquímicos siguientes:
Compresión de la doble capa.
Adsorción y neutralización de cargas.
Atrapamiento de partículas en un precipitado.
Adsorción y puente.
El proceso más clásico para la desestabilización de las partículas
coloidales se basa en el uso de reactivos químicos a los que se denominan
coagulantes.

2.4. Coagulantes
Su función es realizar la desestabilización de las partículas para
facilitar su remoción. Pueden ser metálicos, poliméricos o polielectrólitos, los hay
sintéticos y naturales. En cuanto a los coagulantes metálicos, estos ya tienen las
cadenas poliméricas formadas, y en los poliméricos se forman, justo cuando se
aplica el coagulante. En la actualidad los coagulantes metálicos son los más
utilizados.
2.4.1. Sulfato de alúmina
Conocido como Alumbre, es un coagulante efectivo en intervalos de
pH 6 a 8. Produce un flóculo pequeño y esponjoso por lo que no se usa en
precipitación previa de aguas residuales por la alta carga contaminante del agua,
Sin embargo su uso está generalizado en el tratamiento de agua potable y en la
reducción de coloides orgánicos y fósforo. Si la alcalinidad del agua se debe a
bicarbonato, el sulfato de aluminio actúa según la Ecuación. Para el caso del
sulfato de aluminio se requiere un muy buen control del pH porque el rango de
trabajo en este parámetro es muy limitado. La remoción del material orgánico no
es óptima. (UZCÁTEGUI J, 2003)
2.4.2. Penca de tuna
En una investigación, se da a conocer información sobre la acción de
un extracto de la tuna para mejorar la infiltración del agua en el suelo. Los autores
compararon poliacrilamidas (PAM) con un extracto de esta planta, sin diluir y
diluido, y concluyeron que su aplicación aumenta la infiltración de agua en la tierra,
en una magnitud similar al de las poliacrilamidas. Sin embargo, en este estudio se
ignoró la persistencia de los efectos del extracto, así como el ingrediente activo y

el mecanismo de acción. También se ha analizado el uso de los cladodios para
evitar la corrosión. En el año 2004, en Marruecos, se informó el éxito de la
utilización de un extracto acuoso obtenido de los cladodios de esta planta para
evitar la corrosión del hierro. Otros investigadores, también analizaron la adición
de mezclas de la tuna en el concreto, como método para aumentar las
propiedades anticorrosivas al entrar en contacto con el acero. En otros estudios
preliminares, que se dieron a conocer en el año 2005, se determinó que la adición
de mucilago de cladodios al concreto evita la corrosión de barras de acero
inmersas en el mismo. Pocas especies vegetales tienen la versatilidad de
transformación que ofrecen las tunas para el consumo humano. Sin embargo, sus
posibilidades industriales son muchas, lo que hace aún más interesante su cultivo
y explotación. La contaminación de las aguas es una de las causas de millones de
muertes infantiles cada año en el mundo en desarrollo, por lo que es necesario
potabilizar el agua con tratamientos elementales como la clarificación,
desinfección, acondicionamiento químico y organoléptico. La clarificación es una
etapa importante en la potabilización del agua cruda que incluye el proceso de
coagulación-floculación en el cual las partículas presentes en el agua se
aglomeran formando pequeños gránulos con un peso específico mayor; de esta
forma las partículas sedimentan y ocurre la remoción de los materiales en
suspensión, lo que permite que el agua alcance las características físicas y
organolépticas idóneas para el consumo humano según las normas y estándares
de salud pública. En un estudio efectuado en Cuba se comparó la capacidad
clarificante del mucílago de la tuna, con otros agentes tradicionales como el sulfato
de aluminio y se llegó a la conclusión que el mucílago de Opuntia ficus-indica y de
Opuntia stricta variedad Dillenii tienen una conducta similar al sulfato de aluminio
para clarificar el agua. (López E, 2000)
El coagulante de origen orgánico Cactus lefaria ha sido ampliamente
usado en los estados de Lara y Falcon, como sustitúyente del sulfato de aluminio
en el proceso de clarificación del agua. Martinez y colaboradores, investigadores
de la universidad de Zulia realizaron un estudio para evaluar
la eficiencia de Cactus lefaria como coagulante natural. Los ensayos se realizaron

a escala de laboratorio, preparando aguas turbiaz sinteticas con valores de
turbidez iniciales de 20 a 150 UNT. Los estudios realizados demuestran que la
planta remueve la turbidez entre un 80 y 90 %.(PARRA Y, et al., 2011).
En localidades rurales o apartadas se emplea el cactus como un
clarificador natural, siguiendo la metodología establecida en el libro "Tecnologías
Apropiadas en Agua Potable y Saneamiento Básico" (Pan American Health
Organization (PAHO) / Organización Panamericana de la Salud (OPS)). (PARRA
Y, et al., 2011).
2.4.3. Almidon de yuca
El almidón, un polímero natural, en suspensión acuosa es capaz de
adquirir una estructura de gel, por simple calentamiento o por tratamiento con
solución de hidróxido de sodio (ambos procesos descrito por Swinkels, 1989). El
gel resultante de cualquiera de estos dos métodos tiene una propiedad de actuar
como coadyuvante (ayudante) de la floculación de las partículas en suspensión
que presenta el agua de río cuando en el proceso de potabilización, se le trata con
sulfato de aluminio, entre otros, como coagulante. (COHEN J. M. Y S. A.
HANNAH, 1975)
Así, el gel de almidón se vuelve posible reemplazante de los
polielectrolitos comerciales que actualmente emplean como coadyuvantes,
especialmente de aquellos polímeros sintéticos obtenidos a partir de monómeros
que son relativamente tóxicos, y como casi todos los polielectrolitos comerciales
contienen un porcentaje pequeño (<0.05 por 100) de monómero residual en forma
de impureza, se pueden convertir en perjudiciales para la salud. 1975. (COHEN J.
M. Y S. A. HANNAH, 1975)

2.5. Parámetros químicos y físicos
2.5.1. Potencial hidrogenión (pH)
El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH
indica la concentración de iones hidronio[H3O]+ presentes en determinadas
disoluciones.
La sigla significa „potencial hidrógeno‟, „potencial de hidrógeno‟ o
„potencial de hidrogeniones‟ (pondushydrogenii o potentia hydrogenii; del
latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este
término fue acuñado por el químico danés S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo
definió en 1909 como el opuesto del logaritmo en base 10 (o el logaritmo del
inverso) de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
En disolución acuosa, la escala de pH varía, típicamente, de 0 a 14.
Son ácidas las disoluciones con pH menores que 7 (el valor del exponente de la
concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las de
pH superiores a 7. Si el disolvente es agua, el pH = 7 indica neutralidad de la
disolución. (BUENO, J.L.; SASTRE, H.; LAVIN, G, 1997)

Fig1. Escala de pH,
2.5.2. Conductividad del agua
La conductividad del agua es un valor muy utilizado para determinar el
contenido de sales disueltas en ella.
Es el inverso de la resistencia que opone el agua al paso de la
corriente eléctrica. Se mide en microsiemens/cm (µS/cm) y, si bien no existe una
relación constante con la salinidad, para realizar cálculos aproximados se acepta
que la salinidad total del agua (expresada en mg/L) corresponde al valor de la
conductividad (expresada en µS/cm) multiplicado por un factor de 0,6 – 0,7.
(BUENO, J.L.; SASTRE, H.; LAVIN, G, 1997)
Los valores habituales de conductividad en las aguas serían:

Fig 2. Valores de la conductividad según el tipo de agua
2.5.3. Temperatura
Controlar y analizar periódicamente la temperatura de los cuerpos de
agua, tienen vital importancia para la sostenibilidad de los ecosistemas, un ligero
cambio en las temperaturas, puede significar un riegos para los ecosistemas
acuáticos.
El problema térmico, es decir, el aumento de la temperatura de las
aguas en los ambientes costeros, está asociado principalmente a la actividad de
Centrales Termoeléctricas. Todas las centrales, cualquiera sea el combustible que
utilice (petróleo, gas, material radiactivo) funcionan con un mismo esquema: un
sistema de agua cerrado, es calentado hasta pasar del estado líquido a vapor, y
es esa energía de expansión la que se aprovecha para mover una turbina y a su
vez generar electricidad. Pero para volver a entrar en uso, el vapor de agua debe

ser condensado, y vuelto a su condición inicial. (BUENO, J.L.; SASTRE, H.;
LAVIN, G, 1997)
2.5.4. Solidos totales
La determinación de los sólidos totales permite estimar los contenidos
de materias disueltas y suspendidas presentes en un agua, pero el resultado está
condicionado por la temperatura y la duración de la desecación. Su determinación
se basa en una medición cuantitativa del incremento de peso que experimenta una
cápsula previamente tarada tras la evaporación de una muestra y secado a peso
constante a 103-105oC. (BUENO, J.L.; SASTRE, H.; LAVIN, G, 1997)
2.5.5. Demanda química de oxigeno (DQO)
La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la
cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay
disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado
de contaminación y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro
(mgO2/l). Aunque este método pretende medir principalmente la concentración de
materia orgánica, sufre interferencias por la presencia de sustancias inorgánicas
susceptibles de ser oxidadas (sulfuros, sulfitos, yoduros...), que también se
reflejan en la medida. (AENOR, 1997)
Es un método aplicable en aguas continentales (ríos, lagos o
acuíferos), aguas negras, aguas pluviales o agua de cualquier otra procedencia
que pueda contener una cantidad apreciable de materia orgánica. Este ensayo es
muy útil para la apreciación del funcionamiento de las estaciones depuradoras. No
es aplicable, sin embargo, a las aguas potables, ya que al tener un contenido tan
bajo de materia oxidable la precisión del método no sería adecuada. En este caso
se utiliza el método de oxidabilidad con permanganato potásico. (AENOR, 1997)

2.5.6. Demanda bioquímica de oxigeno (DBO)
La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) es un parámetro que mide
la cantidad de oxígeno consumido al degradar la materia susceptible de ser
consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida,
disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de contaminación;
normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO5) y se expresa
en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/l). El método de ensayo se
basa en medir el oxígeno consumido por una población microbiana en condiciones
en las que se ha inhibido los procesos fotosintéticos de producción de oxígeno en
condiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos. La curva de
consumo de oxígeno suele ser al principio débil y después se eleva rápidamente
hasta un máximo sostenido, bajo la acción de la fase logarítmica de crecimiento de
los microorganismos. (AENOR, 1997)
Es un método aplicable en aguas continentales (ríos, lagos o
acuíferos), aguas negras, aguas pluviales o agua de cualquier otra procedencia
que pueda contener una cantidad apreciable de materia orgánica.(AENOR, 1997)

2.5.7. Estándares de calidad de cada parámetro

III. MATIALES Y MÉTODOS
3.1. Lugar de estudio
3.1.1. Ubicación política y geográfica
El lugar donde se realizó el estudio fue en el efluente de
Quebrada del Águila al río Huallaga del Departamento de Huánuco,
Provincia Leoncio Prado, Distrito Rupa- Rupa, cuya ubicación geográfica
es 18L 389641 E 8971777 S a una altitud de 665 m.s.n.m.
3.1.2. Características del lugar de estudio
El lugar de donde se obtuvo la muestra es un desaguadero y botadero
de desechos orgánicos e inorgánicos del hospital y de otros lugares cercanos al
lugar, según el suelo es accidentado presentando un barranco de depósito de
basuras.
El desagüe llega a desembocar en la orilla del rio Huallaga por medio
de una alcantarilla, su alrededor está poblado y es transitado.
A consecuencia de la acumulación de basuras y el desaguadero, este
lugar presenta un olor pestilente y desagradable, pero por visto a las personas q
habitan por este lugar no los incomoda.

Fig N°1. Zona de obtención de muestra.
Fig. Nº2. Efluente Quebrada del Águila al río Huallaga.

3.2. Materiales
3.2.1 Para determinación del pH
Equipo:
 pHmetro
Materiales
 agua contaminada ( Huallaga)
 Un vaso de plástico de ½ L
3.2.2 Para determinación del Conductividad
Equipos:
 Conductímetro
Materiales:
 agua contaminada ( Huallaga)
 Un vaso de plástico de ½ L
3.2.3 Para determinación de la Temperatura
 Termómetro
3.2.4 Para determinar el test de Jarras y elaboración de coagulantes
Materiales
 Ralladora
 Cuchillo
 Envase de vidrio
 Tela fina blanca
 12 envases de plástico de 1 litro
 Agua destilada (H2O)
 Almidón de Yuca (Manihot esculenta)
 Almidón de penca de tuna (Opuntia ficus indica)

 Agua de muestra ha analizar (quebrada del águila y
desembocadura de esta misma al Río Huallaga)
Reactivos
 Acetona pura
 Acetona de uso estético
 Sulfato de Aluminio (Al2 SO4)
Equipos
 Licuadora Oster
 Máquina de determinación de test de jarras
3.2.5 Para la determinación de Solidos totales
 Cápsulas de porcelana de 100 ml
 Mufla con rango de temperatura (T° ambiente - 1100°C)
 Horno con rango de temperatura (T° ambiente - 250 +/- 5 °C)
 Estufa de secado
 Desecador
 Balanza analítica (+/- 0.0001g)
3.2.6 Para la determinación del OD
Reactivos
 Solución sulfato manganoso (MnSO4)
 Solución ioduro alcalino ácida (KOH - KI - N3)
 Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4)
 Solución de tuna
 Solución de almidón de yuca
 Solución standard de tiosulfato de sodio (Na2S2O3) (0. 0250
N)


Materiales
 Botellas de oxígeno disuelto de 300 mL con tapón de cristal
esmerilado
 Pipetas de 1 mL
 Matraces cónicos de 250 mL
 Buretas con su base y soporte
 Cilindros graduados de 200 mL
Equipo
 Oximetro
3.2.7 Para la determinación de la DBO5
Agua de muestra a analizar
Agua de disolución
Envase para aforar agua de la muestra a analizar más el agua de
disolución
Botella yodométrica
3.2.1. Insumos
- Penca de tuna.
- Alumbre.
- Almidón de yuca.

3.2.2. Materiales y equipos
- Sedimentador circular.
- 02 Baldes de 20 litros.
- Ph metro.
- Conductímetro.
- Mufla.
- Matraz.
- Bureta.
- Botellas oscuras para DBO.
3.2.3. Reactivos
- Reactivo alcalino de yoduro de potasio.
- Solución de sulfato manganoso.
- Solución de tiosulfato de sodio 0,01N.
- Solución de almidón al 10%.

3.3. Metodología
3.3.1. Tratamientos
Se realizaron 3 Tratamientos de coagulantes: 2 orgánicos y uno
químico:
Tratamientos orgánicos:
- T1: Almidón de yuca
- T2: Penca de tuna
Tratamiento químico:
- T3: Alumbre
Cuadro Nº1: Dosis de los tratamientos optimas obtenidas por el test de jarras.
MUESTRA (mL) COAGULANTE
CONCENTRACIÓN
(ppm)
DOSIS OPTIMA
(mL)
250 T1 (Almidón de yuca) 2000 60
250 T2 (Penca de tuna) 4000 60
250 T3 (Sulfato de aluminio) 2000 30
Fuente: Elaboración propia.

3.3.2. Variables a considerar
Parámetros de entrada y salida
- pH: Medir el pH, en el mismo punto de muestreo, con la ayuda de un
pHmetro.
- Temperatura: Registrar, mediante un termómetro, la temperatura en
el mismo punto de muestreo.
- Oxígeno Disuelto: Medir el OD mediante el método de Winckler.
- Conductividad: Medir la conductividad mediante un conductímetro.
- DBO: Medir la Demanda Bioquímica de Oxígeno, mediante el método
de Winckler.
- Sólidos Totales: Medir los sólidos totales mediante la metodología
explicada en las siguientes páginas.

3.3.3. Equipo
3.3.3.1 Funcionamiento
En Primer lugar se ubicó el lugar donde operaria el equipo, el cual no
debe ser movido una vez montado.
- Realizar la medida de los volúmenes tanto del reactor como el
tanque que suministra el agua contaminada al reactor.
- Colocar el reactor en una base de madera en el cual debe estar
nivelada el reactor, en la parte interna para que el rebose no sea en un solo
punto sino uniforme por todo el borde y el tanque tiene una altura superior a la del
reactor para así poder aprovechar la energía potencial que se da en el mismo.
- Se colocó 4 llaves de paso el primero junto al tanque para abrir y
cerrar el flujo de agua, la segunda llave para regular el caudal, tercera llave es
para poder medir el volumen respecto al tiempo antes de que entre en el reactor y
la cuarta llave es para poder drenar los sólidos, floculo formados en el reactor.
- Se realizó los cálculos de caudal en un tiempo de retención de 90
minutos en el reactor tanto el agua contaminada como el coagulante.
- Posteriormente se puso en marcha en funcionamiento para cada
tipo de floculante, al término de cada proceso se cierra la primera llave de paso y
se realizó el drenaje y limpieza del reactor.

3.3.4. Procedimiento
3.3.4.1. Muestreo Y Cantidad De La Muestra
Muestreo simple o puntual:
El muestreo realizado en la práctica se desarrolló en quebrada del
águila distrito de Rupa Rupa, Provincia de Leoncio Prado, Región Huánuco. La
recolección de las muestra consistió de un muestreo simple en el cual la toma de
la muestra se realizó en un solo punto y una sola vez en un recipiente de plástico
adecuado; considerando que el muestreó a optar dependerá de los
procedimientos analíticos a emplearse y los objetivos del estudio.
En tales circunstancias, el cuerpo de agua requerido en la práctica
para que los resultados sean óptimos debe de ser reciente y no tener demasiado
tiempo de almacenamiento sobre todo si el agua no a sido almacenada a bajas
temperaturas que permitan su conservación de la misma. Considerando
prácticamente que es imposible la preservación completa e inequívoca de las
muestras de aguas residuales domésticas e industriales y de aguas naturales.
Independientemente de la naturaleza de la muestra, nunca puede lograrse la
completa estabilidad de todos sus constituyentes; en el mejor de los casos, las
técnicas de preservación solamente pueden retardar los cambios químicos y
biológicos, que continúan inevitablemente después de que la muestra se retira de
su fuente.
Cantidad de la muestra
La muestra captada en quebrada del águila fue un total de 120 L lo
cual fue la cantidad necesaria de la muestra para el buen funcionamiento del
decantador en el laboratorio a condiciones óptimas; el agua en la práctica luego
de haber pasado por el proceso de decantación para la mayoría de análisis físicos
y químicos será de 1 L de muestra; y para determinar el análisis de DBO puede
ser necesario un mayor volumen de muestra. Es necesario colectar siempre un
volumen de muestra suficiente en el recipiente adecuado que permita hacer las

mediciones de acuerdo con los requerimientos de manejo, almacenamiento y
preservación.
3.3.4.2. Caracterización del lugar y toma de datos in situ
Caracterización Del Lugar:
La desembocadura de la quebrada del águila en el Huallaga en un
lugar donde viene a parar gran parte de los desagües de la provincia de Leoncio
Prado además de residuos sólidos pertenecientes de las viviendas cercanas, en el
agua se pudo apreciar gran presencia de bolsas plásticas, pañales descartables
plásticos, latas, papeles, materia orgánica, etc.
El lugar presenta una vegetación agreste con poca presencia de
plantas, además se apreció que el lugar también existe contaminación del suelo
debido a que los residuos sólidos son depositados en el canto de la quebrada
según aumente el caudal de este.
Toma de datos in situ:
La toma de datos in situ es el método aplicativo más idóneo para el
estudio de calidad de agua en la misma fuente debido a que las características
físicas, químicas y biológicas del agua se mantienen, otorgando una mayor
veracidad y confiabilidad de los datos obtenidos.
Toma de datos para pH:
Para la determinación del pH del agua tomada in situ (en el lugar) en
de la quebrada del águila utilizamos un pHmetro (multiparamétrico para el
análisis de agua): La utilización de este aparato es bastante sencilla, se añade
agua del muestro en un vaso de precipitados y se introduce el dispositivo, a los
pocos segundos el pHmetro nos da el valor que se ha medido.

Toma de datos para temperatura:
En la determinación de la temperatura en los análisis “in situ” (en el
lugar) de la quebrada del águila utilizamos un termómetro digital (multiparamétrico
para el análisis de agua): Para determinarla tomamos muestra del río directamente
en un vaso de precipitados y medimos su temperatura con un termómetro digital
procurando que no toque las paredes para obtener un resultado idóneo.
Toma de datos para conductividad:
El procedimiento experimental a seguir para la determinación de la
conductividad en el mismo lugar de la toma de muestra es muy sencillo, se basa
en tomar una alícuota de la muestra de agua en un vaso de precipitados e
introducir en ella el dispositivo apropiado del conductímetro procurando que quede
bien cubierto, de esa forma podremos leer el valor de la conductividad en la
pantalla del aparato.
3.3.4.3. Test de jarras
Para el coagulante sulfato de Alumbre a una concentración de
2000ppm
- Separar en 7 envases 250 mL del agua contaminada.
- Añadir 20, 25, 30, 35, 40, 45 y 50 mL del coagulante a cada envase.
- Llevar al equipo de la prueba test de jarras a una velocidad
moderada o moverlos manualmente por espacio de 1min aproximadamente.
- Esperar a que los sólidos floculen y sedimenten.
- Observar cada prueba e identificar la dosis óptima.

Para el coagulante a base del almidón de yucaa una concentración de
2000ppm
- Añadir 40, 45, 50, 55, 60, 65 y 70mL del coagulante a cada envase.
Para el coagulante almidón de la penca de tuna a una concentración
de 4000ppm
- Añadir 20, 25, 30, 35, 40, 45 y 50 mL del coagulante a cada envase.
3.3.4.4. Preparación del equipo
Una vez obtenidos los caudales respectivos para cada tipo de
coagulante, se procede a preparar el equipo para la realización de los tres
tratamientos, tomando en cuenta que para cada al finalizar un tratamiento debe
realizarse una limpieza del equipo para luego proceder al siguiente regulando el
caudal del coagulante, ya que el del ingreso del agua será el mismo para los tres
tratamientos.

3.3.4.5. Tratamiento, toma de muestras y análisis
Cada tratamiento tiene un tiempo de retención de 1h 30`, luego de
realizar cada uno se procede a tomar 3 muestras para realizar las mediciones de
los parámetros de pH, Tº y conductividad; para los sólidos totales y para las
pruebas de OD y DBO.
3.3.4.6. OD y DBO por la prueba de Winckler
OD:
- Vaciar el agua a analizar en un frasco yodométrico hasta que rebose.
- Agregar 1 mL de Sulfato de Manganeso y Yoduro de Potasio
(mezclado con Hidróxido de Sodio) a 5 cm de profundidad, tapar, agitar y dejar
reposar para observar la sedimentación.
- Introducir la pipeta con 2 mL de Ácido Clorhídrico concentrado y
agitar.
- Vaciar, en un matraz, 50 mL del líquido contenido en el frasco
yodométrico.
- Titular con Tiosulfato de Sodio, en el caso que la muestra tenga un
color amarillento muy fuerte, sino agregar directamente 5 mL de la solución de
almidón.
- Titular, la muestra contenida en el matraz, con Tiosulfato de Sodio
hasta que cambie al color transparente.
- Registrar el gasto y realizar sus respectivos cálculos.
DBO:
- Vaciar el 0.5% de la muestra a analizar, de acuerdo al volumen de la
botella a incubar.
- Aforar con agua de dilución, tapar y llevarlo a incubar durante 5 días.
- Realizar, al 5to día, la prueba de OD de acuerdo a lo descrito
anteriormente.
- Registrar el gasto y realizar sus respectivos cálculos.

3.3.4.7. Sólidos totales
Método gravimétrico:
- Recolección de muestra: Llenar los contenedores con 250 ml de agua
pre tratada de cada muestra (tratado con almidón de penca, tratado
con almidón de yuca, tratado con alúmina), incluir también la muestra
control. Estos 4 contenedores, deberán ser llevados a laboratorio para
su respectivo análisis.
Análisis en laboratorio:
- Pesar, con una balanza analítica, los cuatro crisoles a utilizar,
registrar estos datos.
- Rotular los crisoles de acuerdo a cada muestra (M1: Almidón de
yuca; M2: Almidón de penca; M3: Alúmina; M4: Control).
- Colocar 50 ml de cada muestra en su respectivo crisol.
- Llevar los crisoles a baño maría por 1 hora, hasta conseguir evaporar
el 70% de agua.
- Pasado el baño maría, llevar a la estufa las muestras, a una
temperatura de 103-105 °C
- Evaporo por completo el agua, retirar las muestras de la estufa, y
enfriarlas en un enfriador térmico, para impedir la absorción de
humedad de los sólidos.
- Seguido volver a pesar los crisoles, por diferencia de masa calcular
el peso de los sólidos totales (St= mf-mi).
- Por regla de proporcionalidad, estimar la masa en mg contendidos
en un litro de muestra ( mg/L)

IV. RESULTADOS
4.1. Caudales de entrada del agua contaminada y de los coagulantes
Tiempo de
retención: 1.5 h
Caudal entrada :
Agua
contaminada: 222,22 ml/min
Coagulante:
T1(almidón de
yuca)
53,33 ml/min
Coagulante:
T2(penca de
tuna)
53,33 ml/min
Coagulante:
T3(alumbre)
26,67 ml/min
4.2. Parámetros analizados de pH, Tº y conductividad
Elaboración propia
Tabla Nº 1:Parámetros de Ph, Tº y conductividad
Entrada
Salida T1
(almidón yuca)
Salida T2
(Penca tuna)
Salida T3
(alumbre)
pH 7,35 7,7 7,55 7,07
Tº (ºC) 24,2 25,7 22,3 25,8
Conductividad (ms) 0.12 0,11 0,11 0,12

7,35
7,7
7,35
7,55
7,35
7,07
6,70
6,80
6,90
7,00
7,10
7,20
7,30
7,40
7,50
7,60
7,70
7,80
Entrada Salida
pH T1 (Almidón de yuca)
T2 (Penca de tuna)
T3 (Alumbre)
24,2
25,7
24,2
22,3
24,2
25,8
20
21
22
23
24
25
26
27
Entrada Salida
Temperatura
T1 (Almidón de yuca)
T2 (Penca de tuna)
T3 (Alumbre)
Gráfico Nº1. Variación de entrada y salida del pH.
Gráfico Nº2. Variación de entrada y salida de la Tº.

0,12
0,11
0,12 0,12
0,104
0,106
0,108
0,11
0,112
0,114
0,116
0,118
0,12
0,122
Entrada Salida
Conductividad(ms) T1 (Almidón de yuca)
T2 (Penca de tuna)
T3 (Alumbre)
Gráfico Nº3. Variación de entrada y salida de la conductividad.
4.3. OD Y DBO de las muestras
Tabla Nº2: Resultados de OD y DBO
OD (mg/l)
DBO 5
% de remoción de
ODEntrada Salida 5Días
Sin tratar 1,2 1,2 0,32 43,28 -
T1 (almidón yuca) 1,2 1,92 1,36 23,2 43,44%
T2 (penca tuna) 1,2 1,6 1,28 24,48 46,40%
T3 (alumbre) 1,2 1,44 1,28 24,08 44,36%
Fuente: Elaboración propia

4.4. Solidos Totales
Tabla Nº3: Resultados de sólidos totales
TRATAMIENTO W fiola (g) W final (g) ∆W [Sólidos] (ppm)
Sin tratar 34,9015 34,9173 0,0158 316
T1 (almidón yuca) 34,0244 34,0348 0,0104 208
T2 (penca tuna) 35,5746 35,5866 0,012 240
T3 (alumbre) 34,3604 34,37 0,0096 192
Tabla Nº4: Comparación en la remoción de sólidos totales por tratamiento
Entrada
(ppm)
Salida
(ppm)
Sólidos removidos
(ppm)
T1 (almidón yuca) 316 208 108
T2 (penca tuna) 316 240 76
T3 (alumbre) 316 192 124

V. DISCUSIÓN
Se realizó un análisis completo de la calidad de agua de
desembocadura al río Huallaga, de la quebrada del Águila, mediante parámetros
fisicoquímicos.
Se midieron parámetros fisicoquímicos in situ, los cuales fueron: pH,
temperatura y conductividad; los cuales contienen valores inferiores a las
concentraciones permitidas para aguas de categoría poblacional y recreacional
según los ECAS del D.S. 002-2008, por tanto, los 1200 us medidos para al cuerpo
de agua de la quebrada Del Águila indican baja calidad, además podemos notar
que tanto el tratamiento con alumbre, almidón de yuca y el mucílago de la penca
de tuna fluctúan entre 1100 y 1200 ms, compartiendo la misma clasificación (de
baja calidad de acuerdo a este parámetro).
Al medir el pH se pudo notar que de los cuatro cuerpos de agua, que
encajan según los ECAS del D.S. 002-2008 en la categoría 1 poblacional,
recreacional como aguas A1 que pueden ser potabilizadas con desinfección;
también se sabe que son regularmente ácidas (entre 7 y 8) debido a la presencia
de diversos contaminantes vertidos en dicho cuerpo de agua (efectos que el
alumbre fue capaz de mitigar de mejor manera, neutralizando mejor el ph, seguido
por el almidón de yuca y, el mucílago de tuna sin embargo causó efectos más
alcalinizantes); además se nota que la temperatura varió inversamente
proporcional en la mayoría de los casos a los cuerpos de agua cuando se
realizaron los tratamientos, en el caso del alumbre disminuyó el pH aumentando la
temperatura, en contraste con la penca de tuna, la cual aumenta el valor de pH,
disminuyendo su T, mientras el almidón aumenta su pH al igual que su
temperatura.
También podemos notar relación inversa entre la temperatura y
conductividad, pues se sabe que mientras la temperatura incrementa la solubilidad
disminuye, influyendo de este modo en la presencia de sales, las cuales pueden
ser interpretadas como su conductividad.

Respecto a los parámetros de oxígeno disuelto (OD), podemos notar
que este no disminuye en el agua sin tratar, en su entrada y salida, lo cual puede
ser debido a posible aireación, pues según los ECAS del D.S. 002-2008 este valor
es muy bajo para aguas de calidad donde puedan habitar especies
fotosintetizadoras, su DBO según estos mismos estándares superan de modo
considerable la clasificación a alguna categoría de calidad. El agua con
tratamiento de alumbre aumenta su valor de OD en algunos decimales, lo cual se
debe a la aireación por efectos de vertírsele al equipo para su tratamiento con
mencionado floculante, de igual manera no alcanza valores considerables para
aguas de calidad según los ECAS del D.S. 002-2008, su DBO disminuye en
respuesta al efecto del coagulantes, pues es sabido que parámetros como OD y
DBO son favorecidos al disminuir las sólidos en un cuerpo de agua, causa un
efecto muy similar en los demás tratamientos, donde notamos que el tratamiento
con almidón de yuca tuvo mejores efectos al aumentar más el OD y disminuir de
mejor manera el DBO, aunque estos tratamientos nos son suficientes para la
mejora de la calidad de dicho cuerpo de agua respecto a estos parámetros.
Respecto a sólidos totales (ST) que el mejor tratamiento es con
alumbre, al remover más cantidad de ST, luego le sigue en eficiencia el almidón
de yuca, al final el mucílago de penca de tuna, cabe mencionar que dichos
parámetros son inferiores e magnitud a los aceptados por los ECAS del D.S. 002-
2008 siendo aceptables, respecto únicamente para estos parámetros de sólidos.

VI. CONCLUSIONES
 Se logró determinar los parámetros fisicoquímicos establecidos en el
efluente de Quebrada del Águila al Huallaga, los cuales nos indicaron un
grado de contaminación en este cuerpo de agua.
 Se determinó una que el coagulante químico obtuvo mayor eficiencia que
los orgánicos, en los cuales el almidón de yuca obtuvo mayor eficiencia que
la penca de tuna.
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Evaluación de plantas y desarrollo tecnológico, SEDEPAL, S.A.
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UZCÁTEGUI J, 2003. “Parámetros físico – químicos en la calidad del agua”,
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