Tecnologia del agua

TECNOLOGIA DEL AGUA
• Tratamiento de las aguas para uso industrial.
• Tratamiento de las residuales urbanas.
• Regeneración de aguas depuradas.
• Tratamiento de las aguas residuales generadas en
industrias
• Minimización de los subproductos generados en los
procesos de tratamiento (lodos, gases efecto invernadero)
y valorización de los mismos (lodos).
• Recuperación de energía y nutrientes de las aguas
residuales.

EL AGUA
• El agua es el principal e imprescindible
componente del cuerpo humano. el ser
humano no puede estar sin beberla más de
cinco o seis días sin poner en peligro su
vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de
agua al nacer y cerca del 60 % en la edad
adulta. aproximadamente el 60 % de este
agua se encuentra en el interior de las
células (agua intracelular). el resto (agua
extracelular) es la que circula en la sangre y
baña los tejidos.

ESTADOS
Desde el punto de vista de
la física, el agua circula
constantemente en un ciclo de
evaporación, precipitación y
desplazamiento hacia el mar.

PRINCIPALES PROPIEDADES
Acción disolvente: El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el
disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su
capacidad para formar puentes de hidrógeno.
Elevada fuerza de cohesión: Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua
fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi
incompresible.
Gran calor específico: También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno
que se forman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de
"calor" que utiliza para romper los puentes de hidrógeno por lo que la temperatura se eleva
muy lentamente. Así se mantiene la temperatura constante .
Elevado calor de vaporización: También los puentes de hidrógeno son los responsables de esta
propiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes y posteriormente
dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida
a la gaseosa. Para evaporar cada gramo de agua se precisan 540 calorías, a una
temperatura de 20º C y presión de al menos 1 atmósfera.

Color: Varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas
cantidades, aunque en el espectrófotometro se prueba que tiene un ligero tono azul
verdoso. El hielo también tiende al azul, y en estado gaseoso (vapor de agua) es
incolora.
Bloqueador de rayos UV: El agua bloquea solo ligeramente la radiación solar UV fuerte,
permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía.
Tensión superficial: La fuerza de interacción del agua es la fuerza de van der
Waals entre moléculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tensión
superficial explica la formación de ondas capilares.
Capilaridad: se refiere a la tendencia del agua a moverse por un tubo estrecho en
contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las
plantas vasculares, como los árboles y en muchos análisis de laboratorio.

El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier proporción,
formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles con el
agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como
cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire.
El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se
incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material
iónico, como el cloruro de sodio.
El agua puede descomponerse en partículas
de hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis. El agua no es combustible, puesto que
es un producto residual de la combustión del hidrógeno. La energía requerida para
separar el agua en sus dos componentes mediante electrólisis es superior a la energía
desprendida por la recombinación de hidrógeno y oxígeno. Esto hace que el agua, no
sea una fuente de energía eficaz. Sim embargo el vapor de agua y la fuerza generada
por el movimiento de agua en una turbina genera gran cantidad de energía
aprovechable en las industrias.

Los elementos que tienen mayor electropositividad que el hidrógeno (litio, sodio,
calcio, potasio, cesio, etc) desplazan el hidrógeno del agua, formando hidróxidos.
Dada su naturaleza de gas inflamable, el hidrógeno liberado es peligroso y la
reacción del agua combinada con los más electropositivos de estos elementos es
una violenta explosión.
La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de
temperatura y presión.
El investigador John Emsley, dijo en cierta ocasión del agua que "Es
una de las sustancias químicas más investigadas, pero sigue siendo
la menos entendida".

DISTRIBUCIÓN
DEL AGUA EN
EL PLANETA

USOS
Se estima que aproximadamente el 70 % del agua dulce se destina a la
agricultura. El agua en la industria absorbe una media del 20 % del consumo
mundial, empleándose en tareas de refrigeración, transporte y como disolvente de
una gran variedad de sustancias químicas. el consumo doméstico absorbe el 10 %
restante.
El acceso al agua potable se ha incrementado durante las últimas décadas en la
superficie terrestre. Sin embargo, estudios de la FAO (Organización de las
Naciones Unidas para la Agricultura y Alimentación) estima que uno de cada cinco
países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez de agua antes de 2030;
en esos países es vital un menor gasto de agua en la agricultura modernizando
los sistemas de riego.

CONSUMO DEL
AGUA POR
PERSONA,
SEGUN LA FAO

CONSUMO DE AGUA DIARIO POR PERSONA

DEFINICIONES INEN DEL AGUA NORMA
1882:2012
AGUAS EN LA NATURALEZA.
Agua mineral. Agua que contiene más sustancias minerales que el agua potable
normal.
Agua mineral natural. Es el agua obtenida directamente de fuentes naturales, que
se caracteriza por el contenido en sales minerales, presencia de oligoelementos,
recogidas en condiciones que garanticen su pureza bacteriológica original,
envasadas en la fuente en condiciones higiénicas sanitarias.
Agua mineralizada. Agua purificada adicionada con sales minerales de uso
permitido.
Agua mesosapróbica (a, p). El agua contaminada que se caracteriza por una
población de especies específicas de microorganismos y una moderada
concentración de oxígeno. A veces, dos formas se distinguen (a y p), el primero
representa el estado más contaminado.

1882:2012
AGUAS EN LA NATURALEZA.
Agua natural. Es aquella proveniente de fuentes naturales, tales como ríos, lagos,
manantiales y otros.
Agua subterránea. Agua existente debajo de la superficie terrestre en una zona de
saturación, donde los poros del suelo o las rocas están llenos de agua.
El agua salina. El agua que contiene altas concentraciones de sal, cloruro de sodio, sobre
todo más que el agua dulce, pero menos común que el agua del mar.
Agua pesada. El agua que contiene una proporción mayor de lo normal de los isótopos
pesados de hidrógeno en combinación con oxígeno.
Agua pluvial ácida. El agua de lluvia con un valor de pH inferior a 5.
Ciclo del agua. Es el movimiento del agua en la tierra y sobre ella.

1882:2012
AGUAS DE BEBIDA.
Agua potable: aquella cuyo uso y consumo no causa efectos nocivos al ser
humano, para lo cual debe cumplir con los requisitos que establece el reglamento
y la norma oficial correspondiente. Agua para uso y consumo humano. Aquella
que no contiene contaminantes objetables, ya sean químicos o agentes
infecciosos y que no causa efectos nocivos al ser humano. También se denomina
como agua potable.
Aguas de mesa: son aquellas aguas, provenientes de fuentes naturales, surgentes
o captadas artificialmente, y aquellas que por medio de procesos han sido
debidamente purificadas; adicionadas o no con sales minerales , gasificadas
natural y/o artificialmente ó no, envasadas en recipientes bromatológicos y
microbiológicamente aptos, con cierres herméticos e inviolables.

1882:2012
AGUAS DE BEBIDA.
Aguas envasadas.: Por “aguas envasadas”, distintas de las aguas minerales naturales,
se entiende las aguas para consumo humano, que pueden contener minerales que se
hallan presentes naturalmente o que se agregan intencionalmente; pueden contener
dióxido de carbono por encontrarse naturalmente o se agrega intencionalmente, pero
no azúcares, edulcorantes, aromatizantes u otras sustancias alimentarias.
Aguas gasificada, agua carbonatada: es el agua purificada y adicionada de gas
carbónico, y los envases que contengan este producto deberán tener una presión
interna de 110 kpa (kilopasacales) a 20oc (2 vol. Mínimo de carbonatación).
Agua purificada. Aquella agua que, habiendo sido sometida a un permitido proceso de
purificación, cumple con los requisitos establecidos para esta clase.

CLASIFICACIÓN DE AGUAS PARA ANALISIS
Si se mantiene un control sistemático de la pureza o calidad del agua para uso en
el laboratorio se promueve la eliminación de sesgo en los resultados, se evitan
interferencias o reacciones colaterales y se aumenta así la confiabilidad en dichos
resultados.
El agua está compuesta por sales de calcio y magnesio, las cuales aportan dureza,
también contiene otras sustancias como hierro, sílice, manganeso, cloruros,
sulfatos, sodio y otros materiales en suspensión. La dureza del agua es un factor
que limita su uso en determinados procesos, es importante el conocimiento del
contenido de calcio y magnesio, por la propiedad que tienen de producir
incrustaciones. Varios son los métodos utilizados en el tratamiento de las aguas y
el empleo de cada uno de ellos depende del objetivo que se persiga con el agua
tratada.

PRINCIPALES IMPUREZAS EN EL AGUA
• IÓNICAS
DISUELTAS
(INORGÁNICOS)
• NO IÓNICAS
INSOLUBLES
(ORGÁNICOS,
MICROORGANISM
OS, PIRÓGENOS,
PARTÍCULAS)
• GASEOSAS

CLASIFICACION DE LOS TIPOS DE AGUA
SEGÚN ASTM 1193: 2001.
Tipo I: Usada para procedimiento que requieren de máxima exactitud y precisión;
tales como espectrometría atómica, fotometría de llama, enzimología, gas en la
sangre, soluciones buffer de referencia y reconstitución de materiales liofilizados
usados como estándares. El agua tipo i, debe seleccionarse siempre que en la
prueba sea esencial un nivel mínimo de componentes ionizados o cuando se
preparan soluciones para análisis de rastreo de metales.
Tipo II: Recomendada para la mayoría de las pruebas analíticas y generales de
laboratorio, tales como los análisis hematológicos, serológicos y microbiológicos;
así como para métodos químicos en los que específicamente no se indique o se
haya comprobado que requieren agua de calidad tipo i. La ASTM especifica que el
agua tipo ii sea preparada por destilación y como factor importante recomienda
que esté siempre libre de impurezas orgánicas.

Tipo III: Satisfactoria para algunas pruebas generales de laboratorio; para la
mayoría de los análisis cualitativos, tales como uroanálisis, procedimientos
histológicos y parasitológicos; para el enjuague de muestras analíticas;
preparación de soluciones de referencia; y para el lavado o enjuague de cristalería
(el enjuague final de la cristalería debe hacerse con el tipo de agua especificado
para el procedimiento realizado).
Tipo IV: Agua con una conductividad final máxima de 5,0 μs/cm. Sirve para la
preparación de soluciones y para el lavado o enjuague de cristalería.
CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE AGUA
SEGÚN ASTM 1193: 2001.

PARAMETROS FÍSICO-QUÍMICOS POR TIPO
SEGÚN ASTM 1193:2001
NL: no hay limite definido.

PURIFICACIÓN DE AGUA
Existen diferentes calidades de agua y diversas necesidades en función de su uso.
En la purificación existen distintos procesos para eliminar las impurezas; entre los
más importantes se encuentran:
• Filtración.
• Ultrafiltración.
• Destilación.
• Osmosis inversa.
• Adsorción con carbón activado.
• Desionización.

TRATAMIENTO DE AGUA PARA OBTENER
AGUA DE ALTA PUREZA SEGÚN ASTM 1193:
2001
El agua ultrapura (tipo I), no se puede obtener con un solo proceso de
purificación, es necesario la combinación de más de uno de ellos, para lograr la
calidad deseada de acuerdo a sus características fisicoquímicas. Como
complemento se requiere de un tratamiento continuo y reiterativo para preservar
e incrementar su calidad. Ejemplo: esto se puede lograr, filtrando el agua de la
red de suministro en filtros de sedimentos y de carbón activado, para eliminar
partículas y el cloro residual. Esta agua pasa a una unidad de osmosis inversa
donde se eliminan las sales disueltas con una eficiencia de un (95 a 98) %.
La remoción de sales por una membrana de osmosis inversa no es suficiente si el
agua que se pretende es de calidad I, II, III, por lo que el producto de la osmosis
pasa a un lecho mixto de resinas catiónicas/aniónicas, mezcladas entre si en
forma tal que los equivalentes de cada resina son los mismos.

TRATAMIENTO DE AGUA PARA OBTENER
AGUA DE ALTA PUREZA SEGÚN ASTM 1193:
2001
El agua que sale de este lecho de resinas mixtas no necesariamente cumple con
las referencias de calidad y es conveniente reciclar y pasar continuamente el agua
a través de la resina mixta. Esto no solo incrementa en cada paso su calidad, sino
que también el agua almacenada pierde sus cualidades, por lo que el reciclado
continúo es muy conveniente.
Cuando el agua producto no se emplea continuamente y se almacena por
períodos, disminuye su calidad fisicoquímica. Esta configuración produce agua de
óptima calidad en sus parámetros fisicoquímicos.

AGUA POTABLE
El agua destinada al consumo humano es la que sirve para beber, cocinar, preparar
alimentos u otros usos domésticos.
Habitualmente el agua potable es captada de embalses, manantiales o extraída del
suelo mediante túneles artificiales o pozos de un acuífero. Otras fuentes de agua son
el agua lluvia, los ríos y los lagos. No obstante, el agua debe ser tratada para el
consumo humano, y puede ser necesaria la extracción de sustancias disueltas, de
sustancias sin disolver y de microorganismos perjudiciales para la salud. Existen
diferentes tecnologías para potabilizar el agua.
Habitualmente incluyen diversos procesos donde toda el agua que se trata puede
pasar por tratamientos de filtración, coagulación, floculación o decantación. Uno de
los métodos populares es a través de la filtración del agua con arena, en donde
únicamente se eliminan las sustancias sin disolver. Por otro lado mediante
la cloración se logra eliminar microbios peligrosos.

AGUA POTABLE
Existen técnicas más avanzadas de purificación del agua como la ósmosis inversa.
También existe el método de desalinización, un proceso por el cual se retira la sal
del agua de mar, mediante procesos físicos y químicos; sin embargo, es
costoso por el elevado gasto de energía eléctrica y suele emplearse con más
frecuencia en las zonas costeras con clima árido.
La distribución del agua potable se realiza a través de la red de abastecimiento de
agua potable por tuberías subterráneas o mediante el agua embotellada.
En algunas ciudades donde escasea, como hong kong, el agua de mar es usada
ampliamente en los inodoros con el propósito de conservar el agua potable.

AGUA POTABLE. REQUISITOS.
DRINKING WATER. REQUIREMENTS
INEN 1108: 2014
DEFINICIONES.
Agua potable. Es el agua cuyas características físicas, químicas microbiológicas
han sido tratadas a fin de garantizar su aptitud para consumo humano.
Agua cruda. Es el agua que se encuentra en la naturaleza y que no ha recibido
ningún tratamiento para modificar sus características: físicas, químicas o
microbiológicas.

REQUISITOS
NORMA INEN
1108: 2014
CARACTERÍSTI
CAS FÍSICAS

REQUISITOS
NORMA INEN
1108: 2014
SUSTANCIAS
ORGÁNICAS

REQUISITOS
NORMA INEN
1108: 2014
PLAGUICIDAS

REQUISITOS
NORMA INEN
1108: 2014

REQUISITOS
NORMA INEN
1108: 2014
REQUISITOS
MICROBIOLÓGIC
OS

ANÁLISIS Y MUESTREO DE AGUAS
• Standard methods for the examination of water and wastewater, es la Norma
internacional para el análisis de los diversos tipos de agua y de agua de
descarga.
• Normas INEN.
• Métodos propios.
• TULSMA (Texto unificado de legislación ambiental secundaria del ministerio de
ambiente).

POTABILIZACIÓN
Al proceso de conversión de agua común en agua potable se le denomina potabilización. Los
procesos de potabilización son muy variados, por ejemplo una simple desinfección, para
eliminar los patógenos, que se hace generalmente mediante la adición de cloro, mediante la
irradiación de rayos ultravioletas, mediante la aplicación de ozono, etc. Estos procedimientos
se aplican a aguas que se originan en manantiales naturales o para las aguas subterráneas.
Si la fuente del agua es superficial, agua de un río arroyo o de un lago, ya sea natural o
artificial, el tratamiento suele consistir en un stripping o agotamiento de compuestos
volátiles seguido de la precipitación de impurezas con floculantes, filtración y
desinfección con cloro u ozono. El caso extremo se presenta cuando el agua en las fuentes
disponibles tiene presencia de sales y/o metales pesados. Los procesos para eliminar este
tipo de impurezas son generalmente complicados y costosos. En zonas con pocas
precipitaciones y zonas de y disponibilidad de aguas marinas se puede producir agua potable
por desalinización. Este se lleva a cabo a menudo por ósmosis inversa o destilación.
Para confirmar que el agua ya es potable, debe ser inodora (sin olor), incolora (sin color) e
insípida (sin sabor), además de satisfacer ciertos controles de calidad estándar.

TRATAMIENTO DE AGUAS
Se dispone de distintos métodos
de tratamiento del agua que
emplean tecnología simple, de bajo costo.
Estos métodos incluyen tamizado; aeración;
almacenamiento y sedimentación;
desinfección mediante ebullición, productos
químicos, radiación solar y filtración;
coagulación y floculación; y desalinización.

TIPOS DE PROCESOS DE POTABILIZACIÓN
• Etapa de tecnología convencional: incluye los procesos de coagulación,
floculación, decantación (o sedimentación) y filtración.
• Etapa de filtración directa: incluye los procesos de coagulación-decantación y
filtración rápida, y se puede incluir el proceso de floculación.
• Etapa de filtración en múltiples etapas (fime): incluye los procesos de filtración
gruesa dinámica, filtración gruesa ascendente y filtración lenta en arena.
• También puede utilizarse una combinación de tecnologías, y en cada una de las
tecnologías nombradas es posible contar con otros procesos que pueden ser
necesarios específicamente para remover determinada contaminación.

PRINCIPALES PROCESOS DE PLANTA
POTABILIZADORA.
Preoxidación y desinfección inicial con cloro,
dióxido de cloro u ozono, o permanganato
potásico.
Coagulación-Floculación, con sales de
aluminio o de hierro y coadyuvantes de la
floculación (polielectrolitos, polidadadmas)
coagulación con cal, sosa, o carbonato
sódico.
Decantación, en diversos tipos de
decantadores.
Filtración sobre arena, o sobre lecho mixto
(arena y antracita) y en determinados casos
sobre lecho de carbón en grano.
Acondicionamiento, corrección del pH por
simple neutralización o por remineralización
con cal y gas carbónico.
Desinfección final con cloro, cloraminas,
dióxido de cloro u ozono.
Pre-Treatment Field Guide: American Water Works Association.
2007.

COAGULACIÓN
La coagulación se consigue mediante una difusión rápida de las sustancias
coagulantes en el agua objeto del tratamiento, empleando medios de agitación
rápida. Tras la neutralización de las partículas coloidales, es decir una vez
conseguida la desestabilización coloidal, las partículas formadas están en
disposición de aglomerarse, esta aglomeración de las partículas descargadas,
ayudadas ahora por una agitación lenta, es el objetivo de la floculación. La
floculación esta relacionada con los fenómenos de transporte de las partículas
dentro del liquido, que son los que ocasionan el contacto de las partículas
coaguladas.
La coagulación en el proceso de tratamiento del agua tiene por objeto preparar a
las partículas dispersas en el agua (mediante la anulación de las cargas
superficiales) para lograr posteriormente, mediante la floculación, otras partículas
más voluminosas y pesadas que puedan ser separadas más fácilmente del agua.

La coagulación y la floculación tienen lugar en
sucesivas etapas, de forma que una vez
desestabilizadas las partículas, la colisión entre ellas
permita el crecimiento de los microflóculos, apenas
visibles a simple vista, hasta formar mayores
flóculos. Al observar el agua que rodea a los
microflóculos, esta debería estar clara, si esto no
ocurre, lo más probable, es que todas las cargas de
las partículas no han sido neutralizadas y por tanto la
coagulación no se ha completado, en este caso será
necesario añadir más coagulante.
En la eficacia de la coagulación influyen diversos
factores entre los que destaca el pH y otras
características físico-químicas del agua, asi como
una adecuada energía de agitación rápida para
conseguir una apropiada dispersión del coagulante y
proporcionar las necesarias colisiones entre las
partículas para conseguir una optima
coagulación.
EFECTOS DE LA COAGULACIÓN SOBRE LAS SUSTANCIAS
CONTENIDAS EN EL AGUA
PARAMETROS
REDUCCIÓN MÁXIMA
OBTENIDA MEDIANTE LA
COAGULACIÓN:
0: Nada de reducción
+: de 0 a 20% de reducción
++: 20 a 60% de reducción
+++: > 60% de reducción
MINERALES
TURBIDEZ +++
MATERIAS EN
SUSPENSIÓN
+++
FOSFATOS (P2O5) +++
NITRATOS 0
AMONIO 0
CLORUTOS 0, +
SULFATOS 0, +
FLUORUROS ++
HIERRO +++
ALUMINIO +++
MANGANESO +
COBRE +++
ZINC ++
COBALTO 0
NIQUEL 0
ARSÉNICO `+++As+5
, ++As+3
CADMIO ++, +++
CROMO `+Cr+6
, +++Cr+3
PLOMO +++
MERCURIO ++
CIANUROS 0

EFECTOS DE LA COAGULACIÓN SOBRE LAS SUSTANCIAS
CONTENIDAS EN EL AGUA
PARAMETROS
REDUCCIÓN MÁXIMA
OBTENIDA MEDIANTE LA
COAGULACIÓN:
0: Nada de reducción
+: de 0 a 20% de
reducción
++: 20 a 60% de reducción
+++: > 60% de reducción
ORGÁNICOS
COLOR +++
OLOR 0, +
DQO +++
COT +++
DBO +++
N KJELDHAL +++
FENOLES 0
HIDROC. AROMÁTICOS
POLICICLICOS
++
PESTICIDAS +++
AGENTES DE SUPERFICIE
(REACCIONANDO AL AZUL DE
METILENO)
0,+
MICROORGANISMOS
VIRUS +++
BACTERIAS +++
ALGAS ++
Influencia de la coagulación en el
tratamiento de agua potable

ESQUEMA DE LOS FENOMENOS Y DE LA TERMINOLOGIA ASOCIADA A LAS DIFERENTES ETAPAS DE LA COAGULACION-
FLOCULACION
Etapas Fenómenos Terminología
1.-Función del
reactivo
1.1 Preparación: Disolución, ionización, polimerización ... Disolución
- Coagulante
1.2 Introducción: Dispersión, difusión, contacto reactivo-
partícula
Mezcla rápida
- Floculante o
ayudante de
floculación si
interviene a partir de
la fase 2.4
1.3 Reacción con el agua: Ionización, hidrólisis,
polimerización, formación de hidróxidos complejos con las
sales de aluminio
Hidrolisis
2. Desestabilización
de la particula
2.1 Compresión de la doble capa eléctrica por iones
opuestos, que no se hidrolizan (Interacciones
electroestáticas)
Coagulación
Coagulación
Agregació
n
2.2 Disminución del potencial de superficie por adsorción
de iones en la superficie de la partícula
2.3 Englobamiento en un precipitado
Micro
floculación
2.4 Unión entre partículas por adsorción específica de
especies (poliméricas de coagulante o de floculante.
Agregación mutua.
3. Transporte de la
partícula. (Contacto
entre partiulas).
3.1 Movimiento Browniano (Para partículas inferiores a
1 Fm)
Floculación
peri-cinética
3.2 Movimiento del agua
Floculación
orto-cinética
3.3 Movimiento (diferencial) de partículas (sedimentación,
flotación ...)

DECANTACIÓN
Las aguas naturales contienen sustancias tanto
disueltas como en suspensión, ambas pueden ser
orgánicas e inorgánicas. Las materias en
suspensión pueden tener un tamaño y densidad
tal que pueden eliminarse del agua por simple
sedimentación, pero algunas partículas son de un
tamaño tan pequeño y tienen una carga eléctrica
superficial que las hace repelerse continuamente,
impidiendo sus aglomeración y formación de una
partícula más pesada y poder así sedimentar.
Estas partículas, con una dimensión que suele
estar comprendida entre 1µm y 0,2µ, son
verdaderas partículas coloidales.

SEDIMENTACIÓN O DECANTACIÓN.
En la potabilización del agua, el proceso de
sedimentación está gobernado por la ley de stokes,
que indica que las partículas sedimentan más
fácilmente cuanto mayor es su diámetro, su peso
específico comparado con el del líquido, y cuanto
menor es la viscosidad del mismo. Por ello, cuando se
quiere favorecer la sedimentación se trata de
aumentar el diámetro de las partículas, haciendo que
se agreguen unas a otras, proceso
denominado coagulación y floculación.
La ley de stokes se refiere a la fuerza de fricción
experimentada por objetos esféricos moviéndose en
el seno de un fluido viscosos. Un cuerpo que cumple
la ley de stokes se ve sometido a dos fuerzas, la

FILTRACIÓN
En general, se considera la filtración como el paso de un fluido a través de un medio
poroso que retiene la materia que se encuentra en suspensión. En las principales
instalaciones de filtración ,los filtros sueles ser abiertos, mientras los filtros cerrados
suelen utilizarse para instalaciones pequeñas (menor de 40m3/h).
En las instalaciones de filtración de las estaciones de tratamiento de agua, el medio
poroso suele ser generalmente arena, arena + antracita o bien carbón activo en grano,
y la materia en suspensión está constituida por flóculos o microflóculos procedentes
de la etapa anterior de decantación o bien formados expresamente cuando se sigue el
proceso conocido como "microfloculación sobre filtro" o filtración directa".
Los filtros de estas instalaciones,
generalmente son abiertos, con
velocidades de filtración entre 6 y 15
m/h, empleándose los filtros cerrados a
presión en instalaciones pequeñas
(menores de 50 m3 /h).

DESINFECCIÓN
La desinfección del agua se ha venido practicando desde hace siglos. Existen
referencias históricas de que hace ya quinientos años antes de nuestra era, se
recomendaba que el agua se hirviese.
La desinfección de aguas de abastecimiento se puede considerar como el
proceso en general dentro de una estación de tratamiento de agua que tiene
como objetivo la inactivación de los microorganismos que puedan haber
presentes en el agua, minimizando así la probabilidad de transmisión hídrica
de enfermedades.
En la actualidad se conocen bastante bien los procesos y fenómenos
implicados en la desinfección del agua, que en definitiva se dirigen a la
destrucción de organismos o inactivación de los microorganismos
productores de enfermedades. La desinfección no implica necesariamente la
destrucción completa de todos los organismos vivos, es decir, los procesos
de desinfección del agua no siempre acaban en el punto de esterilización.

El proceso de desinfección se usa sólo para
destruir microorganismos patógenos, sin que
haya sido necesario destruir todos los
microorganismos. Por lo tanto, la
esterilización es un caso particular de la
desinfección. La esterilización se realiza
utilizando, principalmente, agentes físicos
(calor seco o húmedo) y, en algunos casos,
membranas de filtración. Puede usarse
también irradiación UV, oxidación
electroquímica y fotocatálisis
heterogénea con TiO2.

DESINFECCIÓ
N CON
CLORO
VENTAJAS DESVENTAJAS
Es el método más utilizado y
conocido
Forma subproductos halogenados, tanto
con precursores procedentes del agua
bruta como en la propia red.
Oxida fácilmente al hierro, sulfuros
y algo más limitado al manganeso
En algunos casos puede provocar
problemas de olor y sabor, dependiendo
fundamentalmente de la calidad del agua
Mejora generalmente la reducción
del color, olor y sabor
Requiere instalaciones para neutralizar
las fugas de gas
Es muy efectivo como biocida El cloro gas es peligroso y corrosivo
Proporciona un residual en el
sistema de abastecimiento
En el caso de emplear uno de sus
principales derivados como es el
hipoclorito sódico, este se degrada en el
tiempo y al estar sometido a la luz.
Mejora los procesos de coagulación
y filtración
Elimina el amonio, previa
transformación en cloramina.

ONU DECLARA AL AGUA Y AL SANEAMIENTO
DERECHO HUMANO ESENCIAL
La asamblea general de naciones unidas, aprobó el 28 de julio de 2010, en su
sexagésimo cuarto período de sesiones, una resolución que reconoce al agua potable
y al saneamiento básico como derecho humano esencial para el pleno disfrute de la
vida y de todos los derechos humanos.
La resolución fue adoptada a iniciativa de Bolivia, tras 15 años de debates, con el voto
favorable de 122 países y 44 abstenciones. La asamblea de naciones unidas se mostró
“profundamente preocupada porque aproximadamente 884 millones de personas
carecen de acceso al agua potable y más de 2600 millones de personas no tienen
acceso al saneamiento básico, y alarmada porque cada año fallecen aproximadamente
1,5 millones de niños menores de 5 años y se pierden 443 millones de días lectivos a
consecuencia de enfermedades relacionadas con el agua y el saneamiento”. La
adopción de esta resolución estuvo precedida de una activa campaña liderada por el
presidente del estado plurinacional de Bolivia, Evo Morales

INDICADORES DE IMPACTO DEL SUMINISTRO
DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO
La OMS estiman que:
Un 88 % de las enfermedades diarreicas son producto de un abastecimiento de agua
insalubre y de un saneamiento y una higiene deficientes.
Un sistema de abastecimiento de agua potable eficiente y bien manejado reduce entre un
6 % y un 21 % la morbilidad por diarrea, si se contabilizan las consecuencias graves.
La mejora del saneamiento reduce la morbilidad por diarrea en un 32 %.
Las medidas de higiene, entre ellas la educación sobre el tema y la insistencia en el hábito
de lavarse las manos, pueden reducir el número de casos de diarrea en hasta un 45 %.
La mejora de la calidad del agua de bebida mediante el tratamiento del agua doméstica,
por ejemplo con la cloración en el punto de consumo, puede reducir en un 35 % a un 39 %
los episodios de diarrea.

EL USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA
La industria precisa el agua para múltiples aplicaciones, para calentar y para enfriar,
para producir vapor de agua o como disolvente, como materia prima o para limpiar.
La mayor parte, después de su uso, se elimina devolviéndola nuevamente a la
naturaleza.
Estos vertidos, a veces se tratan, pero otras el agua residual industrial vuelve al ciclo
del agua sin tratarla adecuadamente.
La calidad del agua de muchos ríos del mundo se está deteriorando y está afectando
negativamente al medio ambiente acuático por los vertidos industriales de metales
pesados, sustancias químicas o materia orgánica. También se puede producir una
contaminación indirecta: residuos sólidos pueden llevar agua contaminada u otros
líquidos, el lixiviado, que se acaban filtrando al terreno y contaminando acuíferos si
los residuos no se aíslan adecuadamente.

En algunos países desarrollados y sobre todo en Asia Oriental y en el áfrica
subsahariana, el consumo industrial de agua puede superar ampliamente al
doméstico.
Los mayores consumidores de agua para la industria en el año 2000 fueron:
Estados Unidos 220,7 km³; China 162 km³; Federación Rusa 48,7 km³; India
35,2 km³; Alemania 32 km³; Canadá 31,6 km³ y Francia 29,8 km³. En los países
de habla hispana, España 6,6 km³; México 4,3 km³; Chile 3,2 km³ y Argentina
2,8 km³.
El agua es utilizada para la generación de energía eléctrica. La hidroelectricidad es
la que se obtiene a través de la energía hidráulica. La energía hidroeléctrica se
produce cuando el agua embalsada previamente en una presa cae por gravedad
en una central hidroeléctrica, haciendo girar en dicho proceso
una turbina engranada a un alternador de energía eléctrica. Este tipo de energía
es de bajo coste, no produce contaminación, y es renovable.

Otra de las aplicaciones industriales es el
agua presurizada, la cual se emplea en
equipos de hidrodemolición, en
máquinas de corte con chorro de agua, y
también se utiliza en pistolas de agua
con alta presión para cortar de forma
eficaz y precisa varios materiales
como acero, hormigón, hormigón
armado, cerámica, etc. El agua a presión
también se usa para evitar el
recalentamiento de maquinaria como
las sierras eléctricas o entre elementos
sometidos a un intenso rozamiento.

EL AGUA COMO TRANSMISOR DE CALOR
El agua y el vapor son usados como transmisores de calor en diversos sistemas
de intercambio de calor, debido a su disponibilidad, por su elevada capacidad
calorífica, y también por su facultad de enfriar y calentar. El vapor condensado es un
calentador eficiente debido a su elevado calor de vaporización. Una desventaja del
agua y el vapor es que en cierta manera son corrosivos. En la mayoría de centrales
eléctricas, el agua es utilizada como refrigerante, la cual posteriormente se evapora y
en las turbinas de vapor se genera energía mecánica, permitiendo el funcionamiento
de los generadores que producen electricidad.
En la industria nuclear, el agua puede ser usada como moderador nuclear. En
un reactor de agua a presión, el agua actúa como refrigerante y moderador. Esto
aumenta la eficacia del sistema de seguridad pasivo de la central nuclear, ya que el
agua ralentiza la reacción nuclear, manteniendo la reacción en cadena.

PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS
El agua desempeña un papel crucial en la tecnología de alimentos. El agua es básica en
el procesamiento de alimentos y las características de ella influyen en la calidad de los
alimentos.
Los solutos que se encuentran en el agua, tales como las sales y los azúcares, afectan
las propiedades físicas del agua y también alteran el punto de ebullición y de
congelación del agua. Un mol de sacarosa (azúcar) aumenta el punto de ebullición del
agua a 0,52 °C, y un mol de cloruro de sodio aumenta el punto de ebullición a 1,04 °C a
la vez que disminuye del mismo modo el punto de congelamiento del agua.
Los solutos en el agua disminuyen la actividad acuosa, y es importante conocer esta
información debido a que la mayoría del crecimiento bacteriano cesa cuando existen
niveles bajos de actividad acuosa. El crecimiento de microbios no es el único factor que
afecta la seguridad de los alimentos, también existen otros factores como son la
preservación y el tiempo de expiración de los alimentos.

AGUAS RESIDUALES
El agua residual, también llamada negra o fecal, es la que usada por el hombre ha
quedado contaminada. Lleva en suspensión una combinación de heces fecales y orina,
de las aguas procedentes del lavado con detergentes del cuerpo humano, de su
vestimenta y de la limpieza, de desperdicios de cocina y domésticos, etc. También
recibe ese nombre los residuos generados en la industria.
La división del agua casera drenada en aguas grises y aguas negras es más común en
el mundo desarrollado, el agua negra es la que procede de inodoros y orinales y el
agua gris, procedente de piletas y bañeras, puede ser usada en riego de plantas y
reciclada en el uso de inodoros, donde se transforma en agua negra. Muchas aguas
residuales también incluyen aguas superficiales procedentes de las lluvias. Las aguas
residuales municipales contienen descargas residenciales, comerciales e industriales,
y pueden incluir el aporte de precipitaciones pluviales cuando se usa tuberías de uso
mixto pluvial - residuales.

Los sistemas de alcantarillado que trasportan descargas de aguas sucias y aguas
de precipitación conjuntamente son llamados sistemas de alcantarillas
combinado. La práctica de construcción de sistemas de alcantarillas combinadas
es actualmente menos común en los Estados Unidos y Canadá que en el pasado, y
se acepta menos dentro de las regulaciones del Reino Unido y otros países
europeos, así como en otros países como Argentina. Sin embargo, el agua sucia y
agua de lluvia son recolectadas y transportadas en sistemas de alcantarillas
separadas, llamados alcantarillas sanitarias y alcantarillas de tormenta de los
Estados Unidos, y “alcantarillas fétidas” y “alcantarillas de agua superficial” en
Reino Unido, o cloacas y conductos pluviales en otros países europeos.
Interagua empresa de alcantarillado de Guayaquil tiene también dos servicios
alcantarillado pluvial y sanitario.

LA DEPURACIÓN DEL AGUA RESIDUAL
El tratamiento de aguas residuales se emplea en los residuos urbanos
generados en la actividad humana y en los residuos provenientes de la
industria.
En la depuración se realizan una serie de tratamientos en cadena. El
primero denominado pre-tratamiento separa los sólidos gruesos mediante
rejas, desarenadores o separadores de grasas. Después un tratamiento
denominado primario separa mediante una sedimentación física los
sólidos orgánicos e inorgánicos sedimentables.

DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos,
químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos,
químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.
Estos procesos de tratamiento son típicamente referidos a un:
• Tratamiento primario (asentamiento de sólidos)
• Tratamiento secundario (tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta
presente en el agua residual, transformándola en sólidos suspendidos que se
eliminan fácilmente)
• Tratamiento terciario (pasos adicionales como lagunas, micro filtración o
desinfección)

TRATAMIENTO FÍSICO-QUIMICO
• Tamizado
• Remoción de gas.
• Remoción de arena.
• Precipitación con o sin ayuda de coagulantes o floculantes.
• Separación y filtración de sólidos.
• El agregado de cloruro férrico ayuda a precipitar en gran parte a la remoción de
fósforo y ayuda a precipitar biosólidos o lodo.

TRATAMIENTO BIOLÓGICO
• Lechos oxidantes o sistemas aeróbicos.
• Post – precipitación.
• Liberación al medio de efluentes, con o sin desinfección según las normas de cada
jurisdicción.
• Biodigestión anaeróbica y humedales artificiales utiliza la materia orgánica
biodegradable de las aguas residuales, como nutrientes de una población
bacteriana, a la cual se le proporcionan condiciones controladas para controlar la
presencia de contaminantes.
• Bacterias: zooglea, pseudomonas, bacillus (subtilis y lincheniformes).
• Hongos: penicillium, cephalosporium.
• Protozoarios: ciliados, flagelados, rizópodos.

TRATAMIENTO PRIMARIO
El tratamiento primario es para reducir aceites, grasas, arenas y sólidos gruesos.
Este paso está enteramente hecho con maquinaria, de ahí que se conoce también
como tratamiento mecánico.
Remoción de sólidos o cribado: La remoción de los sólidos habitualmente se
realiza mediante el cribado. Los sólidos que se remueven son de gran tamaño,
por ejemplo, botellas, palos, bolsas, balones, llantas, etc. Con esto se evita tener
problemas en la planta de tratamiento de aguas, ya que si no se remueven estos
sólidos pueden llegar a tapar tuberías o dañar algún equipo.
Remoción de arena: Esta etapa (también conocida como escaneo o maceración)
típicamente incluye un canal de arena donde la velocidad de las aguas residuales
es cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de ésta
tomen partículas, pero todavía se mantiene la mayoría del material orgánico con
el flujo. Este equipo es llamado colector de arena.

TRATAMIENTO PRIMARIO
Sedimentación: muchas plantas tienen una etapa de sedimentación donde el agua
residual se pasa a través de grandes tanques circulares o rectangulares. Estos
tanques son comúnmente llamados clarificadores primarios o tanques de
sedimentación primarios. Los tanques son lo suficientemente grandes, tal que los
sólidos fecales pueden situarse y el material flotante como la grasa y plásticos
pueden levantarse hacia la superficie y desnatarse. El propósito principal de la
etapa primaria es producir un líquido homogéneo capaz de ser tratado
biológicamente y unos fangos o lodos que pueden ser tratados separadamente.

TRATAMIENTO SECUNDARIO
Tratamiento secundario está diseñado para degradar sustancialmente el contenido
biológico del agua residual, el cual deriva los desechos orgánicos provenientes de
residuos humanos, residuos de alimentos, jabones y detergentes. La mayoría de las
plantas municipales utilizan procesos biológicos aeróbicos para este fin.
Desbaste: consiste habitualmente en la retención de los sólidos gruesos del agua
residual mediante una reja, manual o autolimpiable, o un tamiz, habitualmente de
menor paso o luz de malla.
Fangos activados o lodos activados: las plantas de fangos activos usan una variedad
de mecanismos y procesos para usar oxígeno disuelto y promover el crecimiento de
organismos biológicos que remueven substancialmente materia orgánica. También
puede atrapar partículas de material y puede, bajo condiciones ideales, convertir
amoniaco en nitrito y nitrato, y en última instancia a gas nitrógeno.

Reactor biológico de cama móvil: el reactor biológico de cama móvil (mbbr, por
sus siglas en inglés) asume la adición de medios inertes en vasijas de fangos
activos existentes para proveer sitios activos para que se adjunte la biomasa.
Filtros aireados biológicos: filtros aireados (o anóxicos) biológicos (BAF) combinan
la filtración con reducción biológica de carbono, nitrificación o desnitrificación.
BAF incluye usualmente un reactor lleno de medios de un filtro. La reducción del
carbón y la conversión del amoniaco ocurre en medio aerobio y alguna vez
alcanzado en un solo reactor mientras la conversión del nitrato ocurre en una
manera anóxica.

Camas filtrantes (camas de oxidación): en plantas más viejas y plantas receptoras de
cargas variables, se utilizan camas filtrantes de goteo, en las que el licor de las aguas
residuales es rociado en la superficie de una profunda cama compuesta de coque
(carbón), piedra caliza o fabricada especialmente de medios plásticos. Las películas
biológicas de bacterias, protozoarios y hongos se forman en la superficie del medio y
se comen o reducen los contenidos orgánicos. Esta biopelícula es alimentada a
menudo por insectos y gusanos.
Reactores biológicos de membrana: mbr es un sistema con una barrera de membrana
semipermeable o en conjunto con un proceso de fangos. esta tecnología garantiza la
remoción de todos los contaminantes suspendidos y algunos disueltos. la limitación
de los sistemas mbr es directamente proporcional a la eficaz reducción de nutrientes
del proceso de fangos activos. el coste de construcción y operación de mbr es
usualmente más alto que el de un tratamiento de aguas residuales convencional de
esta clase de filtros.

TRATAMIENTO TERCIARIO
El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad del
efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al ambiente
receptor (mar, río, lago, campo, etc.) Más de un proceso terciario del tratamiento
puede ser usado en una planta de tratamiento. Si la desinfección se practica
siempre en el proceso final, es siempre llamada pulir el efluente.

Filtración: la filtración de arena retiene gran parte de los residuos de materia
suspendida. El carbón activado sobrante de la filtración retiene las toxinas residuales.
El tratamiento de lagunas proporciona sedimentación y mejora biológica adicional por
almacenaje en charcos o lagunas artificiales. Se trata de una imitación de los procesos
de autodepuración que un río o un lago somete las aguas residuales de forma natural.
Estas lagunas son altamente aerobias y se da a menudo la colonización por macrofitos
nativos, especialmente cañas. Los invertebrados de alimentación del filtro pequeño
tales como daphnia y especies de rotifera ayudan eficazmente al tratamiento
reteniendo partículas finas.
El sistema de lagunaje es barato y fácil de mantener pero presenta los inconvenientes
de necesitar gran cantidad de espacio y de ser poco capaz para depurar las aguas de
grandes núcleos.

• Desinfección: el propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas
residuales es reducir substancialmente el número de organismos vivos en el
agua que se descargará nuevamente dentro del ambiente. La efectividad de
la desinfección depende de la calidad del agua que es tratada (por ejemplo:
turbiedad, ph, etc.), Del tipo de desinfección que es utilizada, de la dosis de
desinfectante (concentración y tiempo), y de otras variables ambientales. El
agua turbia será tratada con menor éxito puesto que la materia sólida
puede blindar organismos, especialmente de la luz ultravioleta o si los
tiempos del contacto son bajos. Generalmente, tiempos de contacto cortos,
dosis bajas y altos flujos influyen en contra de una desinfección eficaz. Los
métodos comunes de desinfección incluyen el ozono, la clorina, o la luz UV.
La cloramina, que se utiliza para el agua potable, no se utiliza en el
tratamiento de aguas residuales debido a su persistencia.

T. TERCIARIO: DESINFECCIÓN
La desinfección con cloro sigue siendo la forma más común de desinfección de las aguas
residuales debido a su bajo historial de costo y del largo plazo de la eficacia. Una
desventaja es que la desinfección con cloro del material orgánico residual puede generar
compuestos orgánicamente clorados que pueden ser carcinógenos o dañinos al ambiente.
La clorina residual es tóxica para especies acuáticas, el efluente tratado debe ser
químicamente desclorinado, agregándose complejidad y costo del tratamiento.
La luz ultravioleta (UV) se está convirtiendo en el medio más común de la desinfección en
el reino unido debido a las preocupaciones por los impactos de la clorina en el tratamiento
de aguas residuales y en la clorinación orgánica en aguas receptoras. La radiación UV se
utiliza para dañar la estructura genética de las bacterias, virus, y otros patógenos,
haciéndolos incapaces de la reproducción. Las desventajas dominantes de la desinfección
UV son la necesidad del mantenimiento y del reemplazo frecuentes de la lámpara y la
necesidad de un efluente altamente tratado para asegurarse de que los microorganismos
objetivo no están blindados de la radiación UV (es decir, cualquier sólido presente en el
efluente tratado puede proteger microorganismos contra la luz UV).

T. TERCIARIO: DESINFECCIÓN
El ozono (O3) se genera al pasar oxígeno (o2) por un potencial de alto voltaje, lo
que añade un tercer átomo de oxígeno y forma o3. El ozono es muy inestable y
reactivo y oxida la mayoría del material orgánico con que entra en contacto, de tal
manera que destruye muchos microorganismos causantes de enfermedades. El
ozono se considera más seguro que la clorina porque, mientras que la clorina
tiene que ser almacenada en el sitio (altamente venenoso en caso de un
lanzamiento accidental), el ozono es colocado según lo necesitado. La
ozonización también produce menos subproductos que la desinfección con cloro.
Una desventaja de la desinfección del ozono es el alto costo del equipo de la
generación del ozono, y que la cualificación de los operadores deben ser elevada.

TRATAMIEN
TO DE
AGUAS
RESIDUALES

DEPURACIÓN DE
AGUAS
RESIDUALES

DEPURACIÓN DE
AGUAS
RESIDUALES
MEDIANTE
CICLOS

IMPACTOS AMBIENTALES
Los proyectos de aguas servidas son ejecutados a fin de evitar o aliviar los efectos de
los contaminantes descritos anteriormente en cuanto al ambiente humano y natural.
Cuando son ejecutados correctamente, su impacto total sobre el ambiente es positivo.
Los impactos directos incluyen la disminución de molestias y peligros para la salud
pública en el área de servicio, mejoramientos en la calidad de las aguas receptoras, y
aumentos en los usos beneficiosos de las aguas receptoras.
Los impactos indirectos del tratamiento de las aguas residuales incluyen la provisión
de sitios de servicio para el desarrollo, mayor productividad y rentas de las
pesquerías, mayores actividades y rentas turísticas y recreativas, mayor productividad
agrícola y forestal o menores requerimientos para los fertilizantes químicos, en caso
de ser reutilizado el efluente y los fangos, y menores demandas sobre otras fuentes
de agua como resultado de la reutilización del efluente.

CLASIFICACION DE AGUA POR DUREZA
Tipos de agua mg/l
Agua blanda ≤17
Agua
levemente dura
≤60
Agua
moderadament
e dura
≤120
Agua dura ≤180
Agua muy dura >180
En la dureza total del
agua se puede hacer una
distinción entre dureza
temporal (o de
carbonatos) y dureza
permanente (o de no-
carbonatos)
generalmente de sulfatos
y cloruros.

AGUA DURA
Agua calcárea o agua dura —por contraposición al agua blanda— es aquella que
contiene un alto nivel de minerales, en particular sales de magnesio y calcio. A
veces se da como límite para denominar a un agua como dura una
dureza superior a 120 mg caco3/L.
La dureza del agua se expresa normalmente como cantidad equivalente de
carbonato de calcio (aunque propiamente esta sal no se encuentre en el agua) y
se calcula, genéricamente, a partir de la suma de las concentraciones de calcio y
magnesio existentes.
Los coeficientes se obtienen de las proporciones entre la masa molecular del
CaCO3 y las masas atómicas respectivas: 100/40 (para el Ca++); y 100/24 (para el
Mg++).

TIPOS DE DUREZA
Dureza temporal: Se produce a partir de la disolución de carbonatos en forma de
hidrógeno carbonatos (bicarbonatos) y puede ser eliminada al hervir el agua o por
la adición del hidróxido de calcio (Ca(OH)2). El carbonato de calcio es menos
soluble en agua caliente que en agua fría.
Dureza
Dureza permanente: Esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua, la
causa más corriente es la presencia de sulfatos y/o cloruros de calcio y de
magnesio en el agua, sales que son más solubles según sube la temperatura,
hasta cierta temperatura, luego la solubilidad disminuye conforme aumenta la
temperatura.

PROCESO DE ABLANDAMIENTO DEL AGUA
Las operaciones de eliminación de dureza se denominan ablandamiento o
suavizado de aguas y se llevan a cabo con un descalcificador. La dureza puede ser
eliminada utilizando el carbonato de sodio (o de potasio) y cal Ca(OH)2. Estas
sustancias causan la precipitación del calcio como carbonato y del Mg como
hidróxido.
Otro 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 los iones calcio y magnesio presentes
en el agua por iones sodio u otras que los intercambian por iones hidrógeno. La
dureza se puede determinar fácilmente mediante reactivos. La dureza también se
puede percibir por el sabor del agua y en la formación de incrustaciones.

El agua blanda es el agua en la que se
encuentran disueltas mínimas
cantidades de sales menos de 0,5
partes por mil de sal disuelta. Si no se
encuentra ninguna sal diluida entonces
se denomina agua destilada.
AGUA BLANDA

CALDERAS
El principio básico de
funcionamiento de las calderas
consiste en una cámara donde se
produce la combustión, con la
ayuda del aire comburente y a
través de una superficie de
intercambio se realiza la
transferencia de calor al agua.

CALDERAS
La caldera, en la industria, es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado
para generar vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de
calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia su fase a vapor saturado.
La caldera es todo aparato de presión donde el calor procedente de
cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un
medio de transporte en fase líquida o vapor.
La caldera es un caso particular en el que se eleva a altas temperaturas un set
de intercambiadores de calor, en la cual se produce un cambio de fase. Además,
es recipiente de presión, por lo cual es construida en parte con acero laminado a
semejanza de muchos contenedores de gas.

HISTORIA
Cuando james watt observó que se podría utilizar el vapor como una fuerza económica que
remplazaría la fuerza animal y manual, se empezó a desarrollar la fabricación de calderas, hasta
llegar a las que actualmente tienen mayor uso en las distintas industrias.
Las primeras calderas tuvieron el inconveniente de que los gases calientes estaban en contacto
solamente con su base, y en consecuencia se desaprovechaba el calor del combustible. Debido a
esto, posteriormente se les introdujeron tubos para aumentar la superficie de calefacción. Si por
el interior de los tubos circulan gases o fuego, se les clasifican en calderas pirotubulares (tubos
de humo) y calderas acuotubulares (tubos de agua). Hasta principios del siglo XIX se usó la
caldera para teñir ropas, producir vapor para la limpieza, etc., Hasta que dionisio papin creó una
pequeña caldera llamada marmita en 1769. Se usó vapor para mover la primera máquina
homónima, la cual no funcionaba durante mucho tiempo, ya que utilizaba vapor húmedo (de
baja temperatura) y al calentarse, ésta dejaba de producir trabajo útil. Luego de otras
experiencias, james watt completó en 1776 una máquina de vapor de funcionamiento continuo,
que usó en su propia fábrica, ya que era un industrial inglés muy conocido.

HISTORIA
Inicialmente fue empleada como máquina para accionar bombas de agua, de cilindros
verticales; fue la impulsora de la revolución industrial, la cual comenzó en ese siglo y
continúa en los posteriores. Máquinas de vapor alternativas de variada construcción
han sido usadas durante muchos años, como agente motor, pero han ido perdiendo
gradualmente terreno frente a las turbinas. Entre sus desventajas está la poca
velocidad y (como consecuencia directa) el mayor peso por kw de potencia; necesidad
de un mayor espacio para su instalación e inadaptabilidad para usar vapor a alta
temperatura.
Dentro de los diferentes tipos de caldera, se han construido para tracción, utilizadas
en locomotoras para trenes, tanto de carga como de pasajeros. Hay una caldera multi-
humotubular con haz de tubos amovibles, preparada para quemar carbón o lignito. El
humo, es decir, los gases de combustión caliente pasan por los tubos, cediendo su
calor al agua que los rodea.

COMPONENTES DE UNA CALDERA
Agua de alimentación: es el agua de entrada que alimenta el sistema,
generalmente agua de pozo o agua de red con algún tratamiento químico como la
desmineralización.
Vapor seco o sobresaturado: vapor de óptimas condiciones.
Vapor húmedo o saturado: vapor con arrastre de espuma proveniente de un agua
de alcalinidad elevada.
Condensador: sistema que permite condensar el vapor.
Estanque de acumulación: es el estanque de acumulación y distribución de vapor.
Desaireador: es el sistema que expulsa los gases a la atmósfera.

COMPONENTES DE LA CALDERA
Combustible: material que produce energía calórica al quemarse.
Ciclos de concentración: número de veces que se concentra el agua de caldera
respecto del agua de alimentación.
Alcalinidad: nivel de salinidad expresada en ppm de caco3 que confiere una
concentración de iones carbonatos e hidroxilos que determina el valor de ph de
funcionamiento de una caldera, generalmente desde 10,5 a 11,5.
Desoxigenación: tratamiento químico que elimina el oxígeno del agua de calderas.
Dispersante: sistema químico que mantiene los sólidos descohesionados ante un
evento de incrustación.
Antiincrustante: sistema químico que les permite a los sólidos permanecer
incrustantes en solución.

COMPONENTES DE LA CALDERA
Purga de fondo: evacuación de lodos y concentrado del fondo de la caldera.
Purga de superficie: evacuación de sólidos disueltos desde el nivel de agua de la
caldera.
Fogón: alma de combustión del sistema, para buscar una mejora continua de los
recipientes y circuitos establecidos por la caldera.

PRODUCCIÓN DE VAPOR
La mayoría de las calderas generadoras de vapor tienen muchas cosas en común.
Normalmente en el fondo esta la cámara de combustión o el horno en donde es
mas económico introducir el combustible a través del quemador en forma de
flama. El quemador es controlado automáticamente para pasar solamente el
combustible necesario para mantener la presión en el vapor deseada. La flama o
el calor es dirigido o distribuido a las superficies de calentamiento, que
normalmente son tubos o serpentines, este diseño es llamado “calderas de tubo
de agua” en otros diseños de calderas, los tubos están sumergidos en el agua y el
calor pasa en el interior de los tubos, estas son llamadas “calderas de tubos de
humo”. Si el agua es sujeta también a contacto con el humo o gases calientes mas
de una vez, la caldera es de doble, triple o múltiples pasos.

El vapor es colectado en una o
varias cámaras o tambores (el
tamaño del tambor determina la
capacidad de producción de
vapor) en la parte superior se
encuentra la salida o el llamado
“cabezal de vapor”, desde donde
el vapor es conducido por
tuberías a los puntos de uso.
En el fondo de la caldera se
encuentra una válvula de salida
llamada “purga de fondo”.

PRESIÓN Y TEMPERATURA
La temperatura y la presión en la operación de cada caldera definitivamente están
relacionadas , como se muestra en la siguiente tabla:
A presión atmosférica normal el agua tiene
un punto de ebullición a 100°C , a mayor
presión el punto de ebullición se
incrementa , hasta alcanzar un máximo
punto de ebullición a 374°C a una presión
de 3200 libras por pulgada2 (220.63 bares).
Por encima de esta temperatura el agua no
existe como liquido.

SUMARIO DE CALIDAD DEL AGUA
• Solidos disueltos totales (TDS): la
concentración máxima de TDS en una
caldera de baja presión es 3500 ppm.
• Alcalinidad: la concentración máxima
de alcalinidad en una caldera de baja
presión es 700 ppm.
• Dureza: la dureza máxima permitida en
cualquier caldera, debe de ser
prácticamente “cero” ppm.

TIPOS
Existen diversas formas de clasificar las calderas:
Materiales: fundición, acero, murales.
Toma de aire: abierto con tiro natural, abierto con tiro forzado, estanca.
Rendimiento o temperatura de salida de los humos: tenemos las de baja
temperatura y condensación que se caracterizan por un mayor aprovechamiento
del calor de los humos y por la posibilidad de bajar la temperatura del agua de
caldera hasta incluso provocar la condensación del vapor de agua de los humos.
Calderas atmosféricas: calderas en depresión, en sobrepresión.

CALDERA ACUTUBULAR
El fluido de trabajo se desplaza por el interior
del tubo durante su calentamiento y los gases
de combustión circulan por el exterior de los
mismos. Son de aplicación cuando se requiere
una presión de trabajo de 22 bar. Las
exigencias de la calidad de agua de
alimentación a estas calderas suelen ser
superior al requerido para otros tipos de
calderas. Son las más utilizadas en las centrales
termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad
de generación.

CALDERAS PIROTUBULARES
Los gases de combustión circulan en el interior de los tubos y el liquido se
encuentra en un recipiente atravesando por dichos tubos. Son aplicables para
presiones inferiores a 22 bar. Las exigencias de calidad de agua son inferiores a
las requeridas por las calderas acutubulares.
Calderas horizontales: el haz tubular esa
dispuesto de la parte delantera a la trasera de la
caldera.
Calderas verticales: el haz tubular esta
dispuesto de la parte inferior a la parte superior.

Ventajas según el tipo de caldera
Tipo de
caldera Ventajas
Pirotubular
 Mejor rendimiento
 Mejor regulación de la carga
 Menor espacio
 Mejores posibilidades de automatización
 Menor contaminación atmosférica
 La más extendida
Acuotubular
 Presiones superiores
 Menor volumen de agua, puesta en régimen
más rápida
 Admite aceite como fluido térmico

SELECCIÓN DEL TIPO DE CALDERA
• Producción de vapor según el consumo necesario para el proceso.
• Presión de trabajo en continuo de acuerdo a la presión necesaria en el
consumidor mas alejado del centro de producción.
• Temperatura de trabajo continuo, según el requerimiento constante de la
instalación.

AGUAS DE ALIMENTACIÓN DE CALDERAS DE
VAPOR
El agua absorbe más calor a una determinada temperatura que cualquier otra
sustancia inorgánica. Se expande 1600 veces a medida que se evapora para
formar vapor a presión atmosférica. El vapor es capaz de almacenar gran
cantidad de calor. Estás propiedades únicas en el agua la convierten en la
materia prima ideal para procesos de generación energía.
Todo tipo de agua procedente de una fuente natural presenta cierta cantidad de
materia disuelta o suspendida, así como gases disueltos. La proporción de
minerales disueltos en el agua puede variar desde 30 g/L para el agua de mar
hasta 0.005 - 1500 mg/L en agua superficial. Se debe tomar un especial
cuidado en el agua que se va a emplear para la generación de vapor ya que las
impurezas presentes en ella pueden provocar graves problemas en la caldera.

AGUAS PARA CALDERAS
La composición del agua que se alimenta a la caldera debe ser tal que las
impurezas presentes en la misma se puedan concentrar un número razonable de
veces dentro del sistema sin que por ello se superen los límites permitidos por el
fabricante. Si el agua no cumple este requisito será necesario tratarla para
eliminar todas las impurezas antes de utilizarla.
La pureza del agua de alimentación depende tanto de la cantidad de impurezas
como de la naturaleza de las mismas: la presencia de dureza, hierro y sílice son
más importantes por ejemplo que la presencia de sales de sodio. La pureza
requerida depende tanto de la cantidad de agua de alimentación se vaya a utilizar
como del diseño particular de la caldera (presión de trabajo, grado de
transferencia de calor, etc.).

Presión de trabajo
(Bar)
0 - 20.7
20.8 -
31.0
31.1 -
41.4
41.5 -
51.7
51.8 -
62.1
62.2 - 68.9
69.0 -
103.4
103.5 -
137.9
Agua de alimentación
Oxígeno disuelto
(measured before
oxygen scavenger
addition) mg/L
0.04 0.04 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007
Hierro Total mg/L 0.1 0.05 0.03 0.025 0.02 0.02 0.01 0.01
Cobre Total mg/L 0.05 0.025 0.02 0.02 0.015 0.015 0.01 0.01
Dureza Total (CaCO3)
mg/L
0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.05 no se detecta
COT no volátil mg/L 1 1 0.5 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2
Grasas mg/L 1 1 0.5 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2
pH a 25
7.5 -
10.0
7.5 -
10.0
7.5 -
10.0
7.5 - 10.0 7.5 - 10.0 8.5 - 9.5 9.0 - 9.6 9.0 - 9.6
Agua de la caldera
Silice mg/L 150 90 40 30 20 8 2 1
Alcalinidad Total
CaCO3 mg/L
350 300 250 200 150 100 no especificado
Conductividad
específica a 25
3500 3000 2500 2000 1500 1000 150 100

Presión de Trabajo
(Bar)
0 - 15 15 - 25 25 - 35 35 - 45 40 - 60 60 - 75 75 - 100
Agua de alimentación
Oxígeno disuelto
(measured before
oxygen scavenger
addition) mg/L
0.02 (Eliminación física del oxígeno disuelto)
Dureza Total mg/L 0.5 0.3 0.2 0.1 0.05 0.05 0.05
Grasas mg/L ausencia 0.05 0.05 0.05
pH a 25 > 8.5
Hierro Total mg/L
no
especificado
0.05 0.05 0.03
Cobre Total mg/L
no
especificado
0.03 0.03 0.01
Boiler water
M Alcalinidad mg/L 100 80 60 40 15 10 5
SiO2 mg/L 200 150 90 40 15 10 5
TDS mg/L 4000 3000 2000 1500 500 300 100
Fosfatos mg/L 30 to 100 31 to 100 20 to 80 21 to 80 10 to 60 10 to 40 5 to 20
pH 10.5 to 12 10 to 11

PARÁMETROS DE CONTROL
Las impurezas encontradas con mayor frecuencia en las fuentes de
agua, figuran las siguientes los sólidos en suspensión, líquidos no
mezclables con agua (ej. Aceite), colorantes, bacterias y otros
microorganismos, sustancias semi-coloidales, gases disueltos, sales
minerales disueltas (cationes, aniones y sílice).

pH. El pH representa las características ácidas o alcalinas del agua, por lo
que su control es esencial para prevenir problemas de corrosión (bajo pH)
y depósitos (alto pH).
Dureza. La dureza del agua cuantifica principalmente la cantidad de iones
de calcio y magnesio presentes en el agua, los que favorecen la formación
de depósitos e incrustaciones difíciles de remover sobre las superficies de
transferencia de calor de una caldera.
Oxígeno. El oxígeno presente en el agua favorece la corrosión de los
componentes metálicos de una caldera. La presión y temperatura
aumentan la velocidad con que se produce la corrosión.
Hierro y cobre. El hierro y el cobre forman depósitos que deterioran la
transferencia de calor. Se pueden utilizar filtros para remover estas
sustancias.

Dióxido de carbono. El dióxido de carbono, al igual que el oxígeno, favorecen la
corrosión. Este tipo de corrosión se manifiesta en forma de ranuras y no de
tubérculos como los resultantes de la corrosión por oxígeno.
La corrosión en las líneas de retorno de condensado generalmente es causada por
el dióxido de carbono. El CO2 se disuelve en agua (condensado), produciendo
ácido carbónico. La corrosión causada por el ácido carbónico ocurrirá bajo el nivel
del agua y puede ser identificada por las ranuras o canales que se forman en el
metal.
Aceite. El aceite favorece la formación de espuma y como consecuencia el arrastre
al vapor.
Fosfato. El fosfato se utiliza para controlar el pH y dar protección contra la
dureza.
Sólidos disueltos. Los sólidos disueltos la cantidad de sólidos (impurezas)
disueltas en al agua.

Sólidos en suspensión. Los sólidos en suspensión representan la cantidad de
sólidos (impurezas) presentes en suspensión (no disueltas) en el agua.
Secuestrantes de oxígeno. Los secuestrantes de oxígeno corresponden a
productos químicos (sulfitos, hidrazina, hidroquinona, etc.) Utilizados para
remover el oxígeno residual del agua.
Sílice. La sílice presente en el agua de alimentación puede formar incrustaciones
duras (silicatos) o de muy baja conductividad térmica (silicatos de calcio y
magnesio).
Alcalinidad. Representa la cantidad de carbonatos, bicarbonatos, hidróxidos y
silicatos o fosfatos en el agua. La alcalinidad del agua de alimentación es
importante, ya que, representa una fuente potencial de depósitos.
Conductividad. La conductividad del agua permite controlar la cantidad de sales
(iones) disueltas en el agua.

REQUERIMIENTOS AGUA ALIMENTACIÓN Y
CALDERA
Sobre la base de las
recomendaciones de la norma
británica BS – 2486 y la ABMA
(American Boiler Manufacturing
Association), se han preparado
las siguientes tablas que
muestran los requerimientos
que deberá satisfacer el agua de
alimentación y el agua de una
caldera para prevenir
incrustaciones y corrosión en
calderas de baja presión (hasta

REQUERIMIENTOS
AGUA
ALIMENTACIÓN Y
CALDERA

CONSIDERACIONES EN AL AGUA DE
ALIMENTACIÓN
Las calderas necesitan pre tratamiento externo en la alimentación del agua
o make-up dependiendo del tipo de caldera, la presión de operación, o
del sistema total.
Tratamiento químico interno es necesario, dependiendo del tratamiento
externo del agua.
El tratamiento externo del agua reduce la dosificación de productos
químicos y los costos totales de operación. Esta publicación está enfocada
principalmente a la reducción de dureza total en el agua mediante equipos
de intercambio iónico. Los solidos disueltos totales y la alcalinidad son
también muy importantes por lo que los vamos a comentar en forma más
superficial.

CONTROL DE SOLIDOS DISUELTOS TOTALES
Cuando el agua es evaporada y se forma vapor, los minerales o solidos disueltos y
suspendidos en el agua, permanecen dentro de la caldera. El agua de reposición
contiene una carga normal de minerales disueltos, estos hacen que se
incrementen los sólidos disueltos totales dentro de la caldera. Después de un
periodo de tiempo los sólidos disueltos totales (TDS) alcanzan niveles críticos
dentro de la caldera. Estos niveles en calderas de baja presión se recomienda que
no excedan 3500 ppm (partes por millón o miligramos por litro). TDS por encima
de este rango pueden causar espuma, lo que va a generar arrastres de altos
contenidos de TDS en las líneas de vapor, las válvulas y las tramas de vapor.

El incremento en los niveles de TDS dentro de la caldera es conocido como “ciclos
de concentración”, este término es empleado muy seguido en la operación y
control de la caldera. Agua de alimentación que contiene 175 ppm de TDS puede
ser concentrada hasta 20 veces para alcanzar un máximo de 3500 ppm.
Para explicar mejor los ciclos de concentración empleamos el siguiente ejemplo,
si nosotros tenemos 20 botellas de un galón, cada una de ellas contiene 175 ppm
de TDS y 19 de estas botellas es evaporado, dejando el contenido de solidos de
175 ppm de cada uno dentro de la última botella de agua, la mezcla de las sales
de las 19 botellas con la última botella de agua nos dará como resultado 20 ciclos
de concentración. Recordemos que la máxima cantidad recomendada de solidos
disueltos totales TDS en una caldera de baja presión es de 3500 ppm.

CONTROL DE LA ALCALINIDAD
Los niveles de alcalinidad cuando se tienen calderas de baja presión, no deben de
exceder las 700 ppm. La presencia de alcalinidad por encima de los 700 ppm
puede resultar en un rompimiento de los bicarbonatos produciendo carbonatos y
liberando CO2 (dióxido de carbono) libre en el vapor. La presencia de CO2 en el
vapor generalmente se tiene como resultado un vapor altamente corrosivo,
causando daños por corrosión en las líneas de vapor y retorno de condensados.
El nivel de alcalinidad generalmente controla el total de ciclos de concentración en
la caldera.

CONTROL ALCALINIDAD
Si el agua de reposición contiene 70 ppm de alcalinidad total en una caldera que no
deba de exceder la concentración de 700 ppm se podrá operar a 10 ciclos de
concentración (700 ppm/70 ppm=10 ciclos).
3500 ppm de TDS en el interior de la caldera, y si el agua de reposición tiene 175
ppm de TDS esto significa que en base a TDS el agua puede operar a 20 ciclos de
concentración (3500 ppm/175 ppm = 20 ciclos).
Pero si nosotros basamos nuestros ciclos de concentración en los tds, la alcalinidad en
el interior de la caldera alcanzara los 1400 ppm (70 ppm de alcalinidad x 20 ciclos
=1400 ppm), se excederá el límite de los 700. Por lo tanto la purga en la caldera en
este ejemplo deberá de ser realizada en base a la alcalinidad y no en base a los TDS.

La dealcalinización es un proceso por el cual agua suavizada es pasada hacia una
unidad que contiene resina aniónica. La resina aniónica remueve aniónes como
sulfatos, nitratos, carbonatos y bicarbonatos, estos aniónes son reemplazados por
cloruros. Sal (cloruro de sodio) es empleada para regenerar la resina aniónica cuando
esta se satura. La necesidad de emplear agua suavizada en el equipo dealcalinizador
es por el peligro de precipitación de carbonato de calcio y de hidroxido de magnesio
en la cama del dealcalinizador. Por lo cual, la cama de intercambio iónico del anión
obstruira con materia suspendida. Esto es porque la resina del dealcalinizador es mas
ligera que la convencional de un suavizador, por lo tanto el retrolavado es mucho
menor y este es insuficiente para remover la materia suspendida.
Emplear un suavizador como pre tratamiento sirve además de eliminar la dureza del
agua como protección al dealcalinizador. La concentración permitida en el interior de
la caldera de tds al igual que de alcalinidad disminuye a medida que la capacidad de
las calderas de presión se va incrementando.

Para controlar los niveles máximos permisibles de TDS, el operador debe de abrir
en forma periódica la válvula de purga de la caldera. La purga es el primer paso
para el control del agua en la caldera y esta debe de ser en periodos o intervalos
de tiempo.
La purga se convierte en perdida de calor y energía; por lo tanto en algunas
ocasiones un dealcalinizador debe de ser empleado. La reducción de la alcalinidad
puede hacer que el control de la purga y los ciclos de concentración se realice en
base a los niveles de TDS.

CONTROL DE DUREZA TOTAL
La formación de incrustación en las superficies de la caldera es el problema mas serio
encontrado en la generación de vapor. La primera causa de la formación de
incrustación , es debido al hecho de que la solubilidad de las sales decrese a medida
de que se incrementa la temperatura aumentando la facilidad de precipitación.
Consecuentemente, la alta temperatura (y presión) en la operación de las calderas, las
sales se vuelven mas insolubles, la precipitación o incrustación aparece. Esta
incrustación puede ser prevenida de ser formada en las calderas mediante el empleo
de un tratamiento externo. (Suavizador) .
El uso de tratamiento internos (productos químicos), son empleados como
complementos, para mantener un control de la incrustación en la caldera altamente
efectivo. La presencia de incrustación en la caldera es equivalente a extender una
pequeña capa de aislamiento a lo largo y en toda el área de calentamiento, esta
material aislante térmico va a retardar y/o impedir la transferencia del calor, causando
perdidas de eficiencia en la caldera, por lo tanto incrementa el consumo de energía.

PROBLEMAS DE LAS CALDERAS
Problemas más frecuentes:
• CORROCIONES.
• INCRUSTACIONES.
• DEPÓSITOS.
• FORMACIÓN DE ESPUMAS.

Explosión en industria química en tapalpa causa deceso: una explosión registrada al
mediodía de este jueves en una industria química en el municipio de tapalpa dejó un
saldo preliminar de una persona fallecida y una más lesionada gravemente, informó la
unidad estatal de protección civil. Por la explosión, una de las calderas de la fábrica
salió proyectada unos 40 metros de su sitio original.
Explosión en calderas de fábrica origina incendio en ruta al pacífico: el siniestro dejó
pérdidas millonarias calculadas en más de 2 millones, según lo indicó germán lópez,
encargado de la bodega. Además se indicó que la explosión en las calderas de
plástico originó el fuego.
Un trabajador de 58 años resultó herido en la cabeza ayer tras explosionar una
caldera de gas en la fábrica hibema, situada en el polígono montalvo II de salamanca.
La caldera de un beneficio de café, en la colonia panting de chamelecón, explotó este
miércoles causando serios daños a la casa de maría antonia villeda (54), donde cayó
una pesada tapadera, pero ella en ese momento se levantó de una silla en el porche,
para dirigirse a otro extremo del inmueble a sacar una ropa de la lavadora, por lo que

Alto paraná: siniestro en planta industrial de mdf de piray dejó 9 heridos: ocurrió
cuando una válvula de una caldera explotó y quemó a los operarios, entre ellos, al
gerente de la planta. Dos fueron derivados al hospital madariaga de posadas por la
gravedad de sus lesiones y otros siguen internados en eldorado.
Explosión en caldera de ingenio dejó dos operarios muertos: luto en miranda y
florida. Dos trabajadores perdieron la vida en un accidente laboral cuyo origen y
causas son investigadas por autoridades y por la misma empresa en donde
ocurrieron los trágicos hechos.
La explosión de una caldera en un hospital colombiano deja nueve heridos: Al
menos nueve personas, entre pacientes y trabajadores, resultaron heridos hoy tras
la explosión de una caldera del principal hospital de la ciudad colombiana de
ibagué, en el sur del país, informaron fuentes oficiales.
Dos operarios resultaron heridos (uno de ellos de extrema gravedad) a raíz de las
quemaduras que sufrieron en medio de un accidente laboral: El penoso hecho
ocurrió la tarde del viernes y tuvo lugar en un obrador de la ruta nacional 19 en el
cruce con la autovía nacional 34. Según las primeras investigaciones, los obreros se
encontraban soldando una caldera, cuando se produjo una explosión que los

La explosión de una caldera en una tintorería conmovió el centro rosarino: ocurrió
en un local de dorrego al 800. Se produjeron daños en viviendas linderas y
comercios de la zona. Dos personas que estaban en el lugar sufrieron lesiones
leves: fue una bomba, tembló todo”. La descripción de quienes ayer por la
mañana estaban en la cuadra de dorrego al 800 fue unánime. Apenas habían
pasado las 9.30, cuando la caldera de una tintorería y lavandería explotó, hizo
colapsar casi por completo la parte trasera del local, provocó roturas de vidrios y
fisuras en las viviendas linderas y su onda expansiva llegó a los ventanales de un
edificio ubicado a 50 metros y a otros comercios de la zona.
Un obrero sufre quemaduras en explosión de una caldera: VILLA ELISA (higinio
ruiz díaz, corresponsal). Un obrero resultó con quemaduras de consideración al
explotar una caldera de una fábrica de isopor de la ciudad de villa elisa, cerca de
10:00 de ayer.

CORROSIÓN.
Las principales fuentes de corrosión en calderas son:
• CORROSIÓN POR OXÍGENO O “PITTING”.
• CORROSIÓN CÁUSTICA.
Corrosión por oxígeno o “pitting”: la corrosión por oxígeno
consiste en la reacción del oxígeno disuelto en el agua con
los componentes metálicos de la caldera (en contacto con
el agua), provocando su disolución o conversión en óxidos
insolubles. Los resultados de este tipo de corrosión son
tubérculos de color negro, los que se forman sobre la zona
de corrosión, tal como lo muestra la figura, dado que la
corrosión por oxígeno se produce por la acción del oxígeno
disuelto
En el agua, esta puede producirse también cuando la
caldera se encuentra fuera de servicio e ingresa aire
(oxígeno). La prevención de la corrosión por oxígeno se
consigue mediante una adecuada desgasificación del agua
de alimentación y la mantención de un exceso de
secuestrantes de oxígeno en el agua de la caldera.

Corrosión Cáustica.
La corrosión cáustica se produce por una sobre-
concentración local en zonas de elevadas cargas
térmicas (fogón, cámara trasera, etc.) de sales alcalinas
como la soda cáustica.
Este tipo de corrosión se manifiesta en forma de
cavidades profundas, semejantes al “pitting” por
oxígeno, rellenas de óxidos de color negro, presentes
solamente en las zonas de elevada liberación térmica
(fogón, placa trasera y cámara trasera) de una caldera.
La corrosión cáustica puede ser prevenida manteniendo
la alcalinidad, OH libre y pH del agua de la caldera
dentro de los límites recomendados.

CORROSIÓN LÍNEAS RETORNO CONDENSADO
Las líneas de retorno de condensado, lógicamente no forman parte de una
caldera, sin embargo, su corrosión tiene efectos sobre las calderas y puede ser
prevenida con el tratamiento de agua.
La corrosión en las líneas de retorno de condensado se produce por la acción del
ácido carbónico que en éstas se forma.
La prevención de la corrosión en las líneas de retorno de condensado, puede ser
conseguida mediante aminas neutralizantes que neutralizan la acción del ácido
carbónica y aminas fílmicas que protegen las líneas. Estas aminas son volátiles
por lo que al ser dosificadas a las líneas de alimentación de agua, son arrastradas
por el vapor producido en la caldera.

Los óxidos (hematita)
producidos son
arrastrados a la caldera
con el agua de
alimentación. Toda
caldera cuyo lado agua
tiene un color rojizo
presenta problemas de
corrosión en las líneas
de retorno de
condensado.

INCRUSTACIONES
Las incrustaciones corresponden a
depósitos de carbonatos y silicatos de
calcio y magnesio, formados debido una
excesiva concentración de estos
componentes en el agua de alimentación
y/o regímenes de purga insuficientes.
En la figura es posible observar la corrida
superior de los tubos de humo de una
caldera con incrustaciones de espesores
superiores a los 8 mm.

La acción de dispersantes, lavados químicos o
las dilataciones y contracciones de una
caldera pueden soltar las incrustaciones, por lo
que deben ser eliminadas de una caldera muy
incrustada para prevenir su acumulación en el
fondo del cuerpo de presión, tal como lo muestra
la figura.
En el caso de que estas incrustaciones no sean
removidas, se corre el riesgo de embancar la
caldera y obstruir las líneas de purga de fondo,
con lo que el problema puede tornarse aun más
grave.

La presencia de incrustaciones en una caldera es especialmente grave debido a su
baja conductividad térmica actúa como aislante térmico, provocando problemas
de refrigeración de las superficies metálicas y puede llegar a causar daños por
sobrecalentamiento.
Se muestra el efecto del espesor de la capa de incrustaciones de una caldera, en
la temperatura del metal. A medida que aumenta el espesor de la capa de
incrustaciones, para un mismo flujo de calor, aumenta la temperatura del metal.
La formación de incrustaciones en una caldera puede ser prevenida, satisfaciendo
los requerimientos del agua de alimentación, tratando el agua de alimentación y
manteniendo adecuados regímenes de purga.

La incrustación presente en esos sistemas resulto en un consumo adicional del
22% en BTU’s en unidades operadas con gas y en un 17% en unidades operadas
con electricidad.
Además más importante que el efecto de perdida en la transferencia de calor e
incremento en consumo de energía, es que la incrustación puede causar un sobre
calentamiento en el metal de los tubos de la caldera, generando fallas de
rompimiento en los tubos. Este problema requiere una costosa reparación además
de tener que sacar a la caldera del servicio. En las calderas modernas con alta
eficiencia de transferencia de calor, la presencia e incluso extremadamente
delgada de incrustación, puede causar una muy seria elevación de la temperatura
en los tubos de metal.
El posible daño causado en la caldera no es solo costoso, además es muy
peligroso debido a que la caldera opera a presión.

DEPOSITOS
UNA FORMA DE PREVENIR LOS
DEPOSITOS ES MEDIANTE EL
TRTAMIENTO QUIMICO CON
AMONIACO, LO CUAL DE BE
REALIZARSE CON MEDIDAS
ESPECIALES YA QUE EL AMONIACO
ELEVA EL Ph DE LA

Se forman depósitos
por metales e
incrustaciones por
solidos totales
disueltos los cuales
aumentan
peligrosamente la
presión interna de la
caldera

• EN MUCHOS DE LOS CIRCUITOS METALÚRGICOS QUE EMPLEAN ALEACIONES DE COBRE O
BRONCE LA EXISTENCIA DE ESTOS METALES Y SU PROTECCIÓN LE GENERA A LOS PROGRAMAS
DE TRATAMIENTO QUÍMICO CONVENCIONAL UNA GRAN SERIE DE DIFICULTADES. MUCHOS DE
ESTOS CIRCUITOS DEPENDEN DE LA ALCALINIZACIÓN A TRAVÉS DEL USO DE LA HIDRACINA
Y/O AMONÍACO, AMINAS NEUTRALIZANTES O UNA COMBINACIÓN DE TODOS. TODAS ESTAS
QUÍMICAS Y VARIOS INTENTOS DE FORMAR PELÍCULAS PROTECTORAS NO HAN RESULTADO
SER MUY EFECTIVAS EN PROTEGER ESTAS ALEACIONES CONTRA LA CORROSIÓN.
• EN LAS SECCIONES DEL CONDENSADOR DE TURBINA DONDE EL VAPOR ES FORZADO A
ENFRIARSE A APROXIMADAMENTE 45°C, EL AMONIACO ES CONDUCIDO EN LA SOLUCIÓN. SÓLO
EN LA PRESENCIA DE OXIGENO RESIDUAL NO REMOVIDO (UNA REALIDAD DEL PROCESO), EL
CONDENSADO O EL AGUA FORMADA SE VUELVEN CORROSIVOS PARA LAS TUBERÍAS DEL
CONDENSADOR QUE SE DESGASTAN DEBIDO AL MECANISMO DE OXIDACIÓN DEL COBRE,
SEGUIDO POR LA REACCIÓN CON EL AMONÍACO.

APLICACIONES DE LAS CALDERAS
• Industria cervezas
• Gaseosas
• Leche
• Todo proceso de hervida con vapor
• Pasteurización
• Limpieza de botellas
• Esterilización (tindarización): era común encontrar calderas en los hospitales, las cuales
generaban vapor para "esterilizar" el instrumental médico
• Para calentar otros fluidos, como por ejemplo, en la industria petrolera, donde el vapor es
muy utilizado para calentar petróleos pesados y mejorar su fluidez.
• Generar electricidad la caldera es parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
• Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el
segundo genera vapor sobrecalentado.

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