AGUA DE USO INDUSTRIAL

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• Ante el aumento constante de la 
población, la enorme expansión de la 
industria y la falta de protección al 
ambiente, la disponibilidad del agua en el 
planeta se ha ido disminuyendo, ya que la 
mayor parte se encuentra contaminada.
• El agua natural puede contener materiales 
visibles e invisibles, que pueden ser: 
sustancias y minerales disueltos, materia 
orgánica y especies microbiológicas. Del 
total de agua disponible en los ríos y 
arroyos solo el 2% se consume. 
• El agua potable es considerada como aquella 
cuyo uso y consumo no causa efectos nocivos 
al ser humano, mientras que el agua 
purificada es sometida a un proceso físico y 
químico, considerada óptima para el 
consumo humano, su ingestión no causa 
efectos nocivos a la salud, se encuentra libre 
de gérmenes patógenos.
• Existen una gran cantidad de sustancias 
químicas disueltas en el agua que no se 
observan a simple vista: carbonatos, 
bicarbonatos, sulfatos de calcio y magnesio, 
cloruro de sodio o potasio, fluoruros, 
hidróxido de calcio, hierro, zinc, oxígeno 
disuelto, dióxido de carbono disuelto.
❑Según sus propiedades para el consumo 
humano:
• No potables: Son aquellas aguas que no 
son aptas para el consumo humano.
• Potables: Son las aguas que son aptas para 
el consumo humano. Se consideran aptas 
aquellas que no tienen materias disueltas 
perjudiciales para la salud.
❑ Según la cantidad de minerales que 
posean: 
Duras: Son las que tienen muchos minerales como 
el calcio y el magnesio. Se caracteriza porque 
produce muy poca espuma cuando se junta con el 
jabón. Las agua duras proceden de fuentes 
subterráneas.
Blandas: Son las que tienen muy pocos minerales; 
producen mucha espuma cuando se les mezcla con 
el jabón. Proceden de aguas superficiales o de pozo. 
El agua destilada es la más blanda ya que no posee 
ningún mineral y no es apta para el consumo 
humano.
 Aguas incrustantes
Las incrustaciones por sólidos disueltos y alcalinidad se produce 
cuando las condiciones de la química y temperatura son tales, 
que las sales y minerales disueltos en el agua precipitan y forman 
depósitos sólidos. Estos pueden ser partículas que llegan al 
producto o pueden acumularse en capas sobre las superficies 
metálicas de los sistemas.
La incrustación es un problema porque puede llegar a obstruir 
tuberías o dejar sedimentos en depósitos, lo que ocasiona utilizar 
más energía en bombeo o limpieza.
 Aguas corrosivas
La corrosión se produce cuando el agua tiene un pH ácido lo que 
ocasiona oxidación del metal y gradualmente desgasta los 
equipos de la planta. Los productos de corrosión pueden causar 
problemas similares a la incrustación, pero la corrosión también 
pueden dar lugar a fugas, que en un sistema a presión puede 
ocasionar fallas catastróficas.
❑Según la Procedencia de las 
aguas:
Aguas superficiales: Son las que proceden de los ríos, los
lagos, los tajamares o el mar. Estas aguas para que sean
potables, deben ser sometidas a un tratamiento que
elimine los elementos no deseados, tanto las sustancias en
suspensión como los microorganismos patógenos Para
eliminar las impurezas físicas se utilizan procedimientos
de decantación que las hacen precipitar al fondo. Los
microorganismos son eliminados por procedimiento
químicos (cloración).
Aguas subterráneas: Son las que proceden de un
manantial que surge del interior de la tierra o la que se
obtiene de los pozos. Presentan normalmente un
grado de contaminación inferior a las superficiales,
pero deben tener un tratamiento previo antes de ser
aptas para el consumo humano.
El agua de pozo se utiliza para el suministro de agua
potable y la de manantial se utiliza para embotellar.
 Agua para uso industrial (calentamiento y 
refrigeración) y generación de vapor (calderas).
 Agua de proceso no integrante del producto ( agua de 
lavado, limpieza de equipos o partes).
 Agua integrante del producto final utilizado en la 
industria alimentaria y farmacéutica. 
Usos del agua en las industrias
· Sanitario: Emplean en inodoros, duchas e instalaciones que garanticen 
la higiene personal. 
· Transmisión de calor o refrigeración: Es, como mucho, el uso 
industrial que más cantidad de agua emplea. Aproximadamente el 80 
% del agua industrial corresponde a esta aplicación, siendo las 
centrales térmicas y nucleares las instalaciones que más agua 
necesitan.
· Producción de vapor: Suele estar dirigida a la obtención de un medio 
de calentamiento del producto que se desea elaborar.
· Materia prima: El agua puede ser incorporada al producto final, como 
en el caso de la producción de alimentos y de bebidas, o puede 
suministrar un medio adecuado a determinadas reacciones químicas. 
· Utilización como disolvente en los diferentes procesos productivos.
· Labores de limpieza de las instalaciones.
· Obtención de energía: Referido a las centrales hidroeléctricas y - a las 
actividades que usan vapor de agua para el movimiento de turbinas.
Aguas utilizadas para intercambio de calor
El uso del agua como un medio de intercambio de calor no es la aplicación 
más frecuente en la industria. El calor se considera contaminante por 
los cambios que origina en la vida animal y vegetal del agua.
 Torres de enfriamiento
El agua del intercambio de calor que puede causar contaminación 
térmica es recuperada y reutilizada en torres de enfriamiento, donde se 
logra que el calor se disipe rápidamente. Esta agua fría puede 
recircularse, después de un tratamiento, para prevenir costras y 
corrosión en la tubería del intercambiador de calor.
 Intercambiadores de calor
Los intercambiadores de calor que se utilizan para enfriar un producto 
deben disponer de puntos para el muestreo del agua, de fácil acceso 
para éste. Un pequeño escape en un tubo podría producir una pérdida 
considerable del producto. La velocidad del agua que pasa por un 
agujero de escape muy pequeño puede crear una succión que produce 
la entrada del producto a la corriente del agua de enfriamiento.
Torres de 
refrigeración
CALDERAS
Todo aparato a presión en donde el calor procedente de 
cualquier fuente de energía se transforma en utilizable, 
en forma de calorías, a través de un medio de transporte, 
en este caso, vapor de agua.
Tipos de calderas
Calderas Pirotubulares
TIPOS DE CALDERAS DE VAPOR
Las calderas de tubos de humo o pirotubulares se 
pueden explicar como un cilindro compacto de agua, 
atravesado longitudinalmente por un haz de tubos por 
los que circulan la llama y/o los humos. Lógicamente, los 
humos y la llama pasarán por el interior de los tubos de 
acero, los cuales estarán rodeados de agua.
Tipos de calderas
TIPOS DE CALDERAS DE VAPOR
En el caso de las calderas acutubulares, el agua está en 
parte o casi toda contenida en haces de tubos de acero 
rodeados por la llama y los gases calientes de la 
combustión. Teniendo en cuenta el elevado número de 
tubos que pueden instalarse, la superficie de calefacción 
puede ser muy grande para dimensiones relativamente 
reducidas. Por esta razón, su puesta a régimen es
muy rápida, teniendo la posibilidad de producir vapor a 
elevadas presiones.
Cualquiera que sea el tipo de caldera que se considera, puede 
esquematizarse sencillamente el ciclo del agua en el aparato de la 
siguiente forma:
a)La caldera de vapor recibe el agua de alimentación, que está 
constituida por una proporción variable por agua nueva, más o 
menos tratada, llamada agua de aportación, y de agua de retorno 
que vuelve de la instalación a partir de los condensados del vapor.
b) En el interior del aparato el agua de alimentación se convierte en 
vapor, el cual podría considerarse constituido por moléculas de 
agua pura.
c) El agua que se mantiene líquida en el interior de la caldera se 
carga de todas las sustancias y elementos que contenía el agua 
vaporizada, salvo las que han sido arrastradas en el vapor.
d) Si no se efectúa una desconcentración sistemática, denominada 
purga o extracción, las impurezas se irán concentrando, cada vezmás, en la fase líquida, por lo que será necesario verter al desagüe 
una parte del agua de la caldera.
Aguas de desecho por funcionamiento de 
calderas
Purga de calderas
El agua de desecho resultante es mineralizada, con un contenido de sólidos del 
orden de 3 500 a 500 mg/l.
Agua para remoción de cenizas de la combustión de carbón
Las cenizas en las calderas se retiran a un pozo, generalmente con agua; 
después de utilizarse el agua es alcalina y se considera como un desecho.
Limpieza de calderas
Los tubos de las calderas deben limpiarse periódicamente con sustancias 
químicas. En calderas de baja presión se emplea ácido clorhídrico con 
elementos que previenen el ataque del hierro. Estas sustancias limpiadoras se 
descargan en el foso de cenizas; se produce precipitación del hierro y 
neutralización del ácido, debido al agua alcalina de desecho.
Las calderas de presión alta requieren de métodos de limpieza más complejos con 
sustancias químicas como ácido nítrico. Estas soluciones limpiadoras 
contienen cobre y zinc. Aguas de desecho por funcionamiento de calderas
Los principales problemas que pueden aparecer en la 
utilización de las calderas de vapor vienen motivados por 
los siguientes procesos:
• Incrustaciones.
• Corrosiones.
• Arrastres.
• Depósitos.
INCRUSTACIONES
CORROSIONES
ARRASTRES
DEPÓSITOS
Caracterizar y Evaluar los tipos de 
agua
INDICADORES DE CALIDAD DEL AGUA
 Los parámetros más comúnmente utilizados para 
establecer la calidad de las aguas son los siguientes: 
oxígeno disuelto, pH, sólidos en suspensión, DBO, 
fósforo, nitratos, nitritos, amoniaco, amonio, cloro 
residual, cinc y cobre soluble.
 También se pueden emplear los bioindicadores para 
evaluar la calidad que mantiene el agua en períodos 
más o menos largos. Son indicadores de buena calidad 
del agua la presencia de peces.
Toma de muestra 
 Antes de llenar el envase con la muestra hay que 
lavarlo dos o tres veces con el agua que se va a recoger, 
a menos que este contenga un conservante o un 
decolorante. Según los análisis que deban realizarse 
hay que llenar el envase por completo (en la mayoría 
de los casos) o dejar un espacio vacío para aireación o 
mezclas, etc. (análisis microbiológicos).
En el caso de muestras que hayan de 
ser transportadas, lo mejor es dejar un 
espacio de alrededor del 1% de la 
capacidad del envase para permitir la 
expansión térmica.
En el caso de muestras de agua de uso 
industrial se tomará directamente de 
las tomas de abastecimiento y purgas 
si se trata de calderas, en el caso de 
equipos especiales se toma de las 
tomas de abastecimiento, de expendio 
y de desechos
ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS.
Determinación de pH
 El método consiste en la determinación de la actividad 
de los iones Hidrógeno por medidas potenciométricas 
usando un electrodo combinado o un electrodo 
estándar de hidrógeno de vidrio con un electrodo de 
referencia.
ALCALINIDAD
 La alcalinidad de un agua es su capacidad para 
neutralizar ácidos y constituye la suma total de todas 
las bases titulables.
 La alcalinidad es una medida de una propiedad 
agregada del agua, y solamente puede interpretarse en 
términos de sustancias específicas cuando se conoce la 
composición química de la muestra.
 Alcalinidad total CO3 
-2, HCO3 
- , OH-
 Alcalinidad permanente Carbonato de Mg, alcalinos e 
hidróxidos
 Alcalinidad temporal Bicarbonato de Ca, que al ebullir 
la solución precipita como CaCO3
 La alcalinidad se determina por titulación con una 
solución estándar de un acido mineral fuerte a los 
puntos sucesivos de equivalente del bicarbonato y el 
acido carbónico.
 El indicador de fenolftaleína permite cuantificar la 
alcalinidad a la fenolftaleína(correspondiente a los 
iones hidróxidos).
 Para determinar la alcalinidad total (correspondiente a 
carbonatos, bicarbonato e hidróxidos) se emplea el 
indicador anaranjado de metilo.
 La dureza del agua se define como la capacidad de los 
cationes presentes en el agua para desplazar a los iones 
sodio o potasio de los jabones y formar precipitados 
insolubles.
 El jabón es precipitado preferentemente por los iones 
Ca2+ y Mg2+
DUREZA
 La dureza total es la suma de las durezas temporal y 
permanente. La primera es debida a la presencia de 
bicarbonatos alcalinotérreos y desaparece en su mayor 
parte por ebullición. La segunda, que no puede 
eliminarse por ebullición, es el residual, debida a 
cloruros y sulfatos alcalinotérreos y a la pequeña 
cantidad de sus carbonatos que quedan en solución.
 La dureza total se define como la concentración de 
carbonato de calcio que es equivalente a la 
concentración de todos los carbonatos de los metales 
multivalentes en el agua, en mg/L. 
 La dureza total es la suma de las durezas temporal y 
permanente. La primera es debida a la presencia de 
bicarbonatos alcalinotérreos y desaparece en su mayor 
parte por ebullición. La segunda, que no puede 
eliminarse por ebullición, es el residual, debida a 
cloruros y sulfatos alcalinotérreos y a la pequeña 
cantidad de sus carbonatos que quedan en solución.
 Los iones calcio y magnesio forman complejos estables 
con el EDTA. El punto final de la titulación es 
detectado por el indicador Negro de Eriocromo 
T(NET) el cual de un color rosado en presencia de Ca y 
Mg y un color azul cuando los cationes están formando 
complejos con el EDTA.
CLORUROS
 El ion cloruro se determina en una solución neutra o 
ligeramente alcalina por titulación con nitrato de 
plata, usando cromato de potasio como indicador del 
punto final. El cloruro de plata es cuánticamente 
precipitado antes de que sea formado el cromato de 
plata de color rojo.
 Se analiza la muestra utilizando un método 
argentométrico, específicamente el método de Mohr 
que se fundamenta en la formación de un precipitado 
coloreado en el punto final de la titulación. El cromato 
de sodio o de potasio (Na2CrO4 o K2CrO4) es un buen 
indicador para la determinación argentométrica de 
iones Cl1-, Br1- y CN1- debido a que, en el punto de 
equivalencia, reacciona con los iones plata y forma un 
precipitado de cromato de plata (Ag2CrO4) de color 
rojo ladrillo intenso.
 Las reacciones que se llevan a cabo en la 
determinación de halogenuros, X1- son:
 Reacción de titulación:
Ag1+ + X1- AgX blanco
 Reacción del indicador:
2Ag1+ + CrO4 2- Ag2CrO4 rojo
 La titulación de Mohr debe hacerse a un pH de 7 a 10 
porque el ión CrO4
2- es la base conjugada del ácido 
crómico (H2CrO4) débil y, a un pH ácido (pH > 7), la 
concentración de cromato es muy baja y no se forma en 
precipitado en el punto de equivalencia. A un pH 
mayor, se corre el riesgo de que el ión Ag1+ precipite 
como oxido de plata (Ag2O), provocando que se 
consuma una cantidad mayor de titulante de lo 
esperado.
OXIGENO DISUELTO 
 Los niveles de oxigeno disuelto (OD) en aguas 
naturales y residuales dependen de la actividad física, 
química y bioquímica del sistema de aguas. El análisis 
de OD es una prueba clave en la contaminación del 
agua y control del proceso de tratamiento de aguas 
residuales. Se utiliza el método de Winkler o 
iodométrico, basado en la propiedad oxidante del OD.
 El método se basa en la adición de solución de 
manganeso divalente, seguido de álcali fuerte, a la 
muestra contenida, el oxigeno disuelto oxida 
rápidamente una cantidad equivalente del precipitado 
disperso de hidróxido manganoso divalente a 
hidróxidos con mayor estado de valencia. En presencia 
de iones yoduros, en solución acida, el manganeso 
oxidado revierte el estado divalente, con liberación de 
yodo equivalente al contenido original de oxigeno 
disuelto. Entonces se valora el yodo con solución patrón 
de tiosulfato.