MANUAL PARA AFORO Y DESINFECCIOacuteN DEL AGUA

Herramientas conceptuales para

la capacitacioacuten de operadores de sistemas de agua potable

Ing Carlos Falconiacute G

QUITO ndash ECUADOR

ABRIL 2009

INDICE INDICE 1 INDICE DE ILUSTRACIONES 3 PREFACIO 4 ACERCA DEL AUTOR 5 MANUAL PARA AFORO Y DESINFECCIOacuteN DEL AGUA POTABLE 6

1 AFORO DEL CAUDAL DE AGUAS6 11 Existencia de estructuras para la medida del caudal 6 12 Tipo de vertedero recomendado y foacutermulas de caacutelculo6 13 Ubicacioacuten e instalacioacuten del vertedero para el aforo 6 14 Toma de la medida de la carga de agua6 15 Determinacioacuten del caudal de aguas en la planta 7

2 INEXISTENCIA DE ESTRUCTURAS PARA LA MEDIDA DEL CAUDAL7 21 Meacutetodos de aforo posibles 7 211 El aforo volumeacutetrico7 212 El aforo aacuterea ndash velocidad 8 213 El aforo quiacutemico 8

3 EL AFORO DEL CAUDAL EN POZOS 8 4 LA DESINFECCIOacuteN DEL AGUA CON CLORO9

41 Productos quiacutemicos maacutes utilizados 9 42 Verificacioacuten del porcentaje de cloro activo en los productos 9 43 Modalidades de cloracioacuten 9 44 Caacutelculo de la cantidad de producto a utilizar en la desinfeccioacuten10 441 Correccioacuten del volumen de solucioacuten por la inestabilidad del producto 10 442 Instalacioacuten de los equipos de electrolisis de sal comuacuten 11 443 Limpieza y mantenimiento del electrodo 11 45 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada 11 46 El aforo quiacutemico 12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES13 51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares 13 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables13

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS16 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva 16 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva16

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 18 71 El aforo con principios de cinemaacutetica18 72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea 19

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA21 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo21 811 Proceso Iodomeacutetrico21 8111 Equipo21 8112 Procedimiento21 8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible 21 812 Proceso de dilucioacuten 21 8121 Equipo21 8122 Procedimiento21 8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible 22 82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre 22 83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir23 831 Hipoclorito de calcio 23 84 Hipoclorito de sodio 25 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada 27 86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas 27 87 Leyes de la electrolisis28

9 AFORO QUIacuteMICO29 10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL32

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11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 32

INDICE DE ILUSTRACIONES 1 EXPRESIONES DE CAacuteLCULO Y ESQUEMA DE UN VERTEDERO TRIANGULAR DE CRESTA DELGADA6 2 UBICACIOacuteN DEL SITIO DE MEDIDA DE LA CARGA DE AGUA Y DEL PUNTO DE APLICACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN

CLORADA7 3 CLORACIOacuteN A PUNTO DE QUIEBRE10 4 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 225ordm 13 5 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 30ordm 14 6 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 45ordm 14 7 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 60ordm 14 8 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 90ordm 15 9 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 120ordm 15 10 TABLA DE VALORES PARA AFORAR EN TANQUES ROMPE - PRESIOacuteN 16 11 AFORO VOLUMEacuteTRICO EN UN TANQUE ROMPE - PRESIOacuteN DETALLE DE LA MANGUERA DE GAS

EMPOTRADA EN UNA BOLA DE GOMA PARA PERMITIR EL INGRESO DE AIRE LA MEDICIOacuteN DEL ASCENSO DEL NIVEL DE AGUA DEBE SER SIMULTAacuteNEA SE REQUIERE LA INTERVENCIOacuteN DE 2 O 3 PERSONAS 16

12 DIAGRAMA EXPLICATIVO DE LAS MEDICIONES PARA EL AFORO CON PRINCIPIOS DE CINEMAacuteTICA 18 13 TABLA DE VALORES PARA EL AFORO DEL CAUDAL EN UNA TUBERIacuteA DE DIAacuteMETRO 3419 14 ESQUEMA EXPLICATIVO Y FOacuteRMULAS DE CAacuteLCULO PARA EL AFORO MIDIENDO LA ALTURA DEL CHORRO

VERTICAL DE AGUA CON ALTURA PEQUENtildeA19 15 ESQUEMA EXPLICATIVO Y FOacuteRMULAS DE CAacuteLCULO PARA EL AFORO MIDIENDO LA ALTURA DEL CHORRO

VERTICAL DE AGUA CON ALTURA GRANDE 20 16 COMPARADORES DE CLORO CON BASE A ORTOTOLIDINA Y DIETIL - PARA - FENILENDIAMINA (DPD)22 17 DETALLE EXPLICATIVO DE LA CURVA DE CLORACIOacuteN A PUNTO DE QUIEBRE 22 18 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 10 MGL)23 19 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 15 MGL)24 20 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 20 MGL)24 21 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO

CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 10 MGL) 25

22 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 15 MGL) 26

23 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 20 MGL) 26

24 EQUILIBRIO QUIacuteMICO ENTRE CONCENTRACIONES DE CLORO Y CAUDALES A TRATAR Y A DOSIFICAR 30 25 TABLA DE VALORES PARA EL AFORO VOLUMEacuteTRICO EN EL VOLUMEN DE CONTROL 31 26 TABLA DE VALORES PARA REALIZAR EL AFORO QUIacuteMICO31 27 KIT PARA COMPROBACIOacuteN DE CLORO (ORTOTOLIDINA) Y CONTROL DE PH (ROJO FENOL) RECIPIENTE

VOLUMEacuteTRICO DE 50 MILILITROS (CALIBRACIOacuteN DEL CAUDAL DE LA SOLUCIOacuteN CLORADA) BALANZA MANUAL GRADUADA (APRECIACIOacuteN 25 GRAMOS) 31

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PREFACIO Este manual nacioacute como resultado de algunas experiencias del autor vinculadas a la evaluacioacuten de plantas de agua potable que ha complementado consultoriacuteas relacionadas con tarifas catastro del servicio capacitacioacuten de operadores de sistemas municipales unidades militares y juntas administradoras del servicio (JAAPS) o con el acompantildeamiento de la puesta en marcha de unidades administradoras de los sistemas como por ejemplo las empresas municipales de servicios baacutesicos En esos procesos uno de los aspectos maacutes deficitarios es precisamente la desinfeccioacuten del agua potable Con demasiada frecuencia la causa es que los operadores no han sido capacitados para efectuar mediciones del caudal de ingreso a la planta o potabilizado por eacutesta incluso los supervisores de los operadores en ocasiones profesionales de la ingenieriacutea civil no conocen los caudales que tratan los sistemas de potabilizacioacuten de cuya operacioacuten son corresponsables Los ingenieros civiles (hidraacuteulicos y sanitarios) pueden argumentar que en vista del grado de escolaridad maacutes bien bajo de los operadores no es posible ensentildear sino recetas como la cantidad de cloro a mezclar cada diacutea en un tanque dosificador de un cierto volumen Esta praacutectica se ha establecido incluso mediando la aplicacioacuten de proporciones equivocadas de reactivos (que pueden ser generados en el sitio) por desconocimiento o equivocacioacuten al asignarles un porcentaje de pureza que no corresponde Cuando se hace una evaluacioacuten de los sistemas los ingenieros extraen la conclusioacuten tambieacuten equivocada de que los operadores no aplican los lineamientos o la ldquorecetardquo facilitada para el tema de la cloracioacuten del agua potable Se hace ldquocabeza de turcordquo de los operadores de los sistemas de manera injusta Este manual por extrantildeo que parezca no estaacute dirigido a los operadores de agua sino a los ingenieros civiles que lidian con temas de disentildeo construccioacuten fiscalizacioacuten y operacioacuten de los sistemas Es penoso constatar que en los disentildeos no se haya previsto elementos que faciliten la medicioacuten de caudales (vertederos para el aforo) o que en la etapa de construccioacuten estos elementos no son instalados o que en la operacioacuten de los sistemas integrados los vertederos en las estructuras no se haga uso de aquellos porque se carece de elementos para generar ayudas didaacutecticas El ingeniero debe saber aplicar conocimientos y procedimientos que le permitan conocer el caudal de agua a tratar dato imprescindible para ajustar concentraciones de reactivos en el tratamiento del agua Pero no termina alliacute su responsabilidad El profesional debe idearse recursos para ensentildear y motivar a los operadores a utilizar dichas estructuras aforar los caudales de agua y dosificar los quiacutemicos en funcioacuten de este dato Su labor de supervisioacuten debe orientarse a ello pero eacutel debe generar las ldquoherramientas conceptualesrdquo que los operadores utilizaraacuten en sus tareas diarias y asegurarse que paulatinamente ellos las dominen y sean capaces incluso de transmitir a otros sus conocimientos y capacitarlos en el desarrollo de destrezas y habilidades propias de la actividad El ingeniero no soacutelo encontraraacute su recompensa cuando constate que existe cloro residual en las redes de distribucioacuten sino tambieacuten cuando experimente su propio crecimiento al ver crecer a otros sin dejar de lado que el mismo profesional aprenderaacute habilidades de aquellos a quienes supervisa

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ACERCA DEL AUTOR Carlos Falconiacute Gomezjurado nacido en Quito (Ecuador) hace 51 antildeos Ingeniero Civil desde hace 25 antildeos (graduado en la Universidad Central del Ecuador) ha desarrollado su actividad en temas de proyectos de agua potable alcantarillado residuos soacutelidos proteccioacuten ambiental La asistencia teacutecnica a gobiernos locales y unidades militares le ha permitido desarrollar herramientas conceptuales para la capacitacioacuten especialmente de operadores de los sistemas que en este manual se ofrece a manera de ilustracioacuten pues cada sistema en particular requeriraacute de introducir los ajustes que sean necesarios El autor agradece los comentarios que usuarios de este documento puedan efectuar para su mejoramiento Email calfalconiyahooes Se autoriza la utilizacioacuten de este manual con fines didaacutecticos no comerciales y citando la fuente Quito Ecuador Enero de 2007 Revisioacuten Abril 2009

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INDICE INDICE 1 INDICE DE ILUSTRACIONES 3 PREFACIO 4 ACERCA DEL AUTOR 5 MANUAL PARA AFORO Y DESINFECCIOacuteN DEL AGUA POTABLE 6

1 AFORO DEL CAUDAL DE AGUAS6 11 Existencia de estructuras para la medida del caudal 6 12 Tipo de vertedero recomendado y foacutermulas de caacutelculo6 13 Ubicacioacuten e instalacioacuten del vertedero para el aforo 6 14 Toma de la medida de la carga de agua6 15 Determinacioacuten del caudal de aguas en la planta 7

2 INEXISTENCIA DE ESTRUCTURAS PARA LA MEDIDA DEL CAUDAL7 21 Meacutetodos de aforo posibles 7 211 El aforo volumeacutetrico7 212 El aforo aacuterea ndash velocidad 8 213 El aforo quiacutemico 8

3 EL AFORO DEL CAUDAL EN POZOS 8 4 LA DESINFECCIOacuteN DEL AGUA CON CLORO9

41 Productos quiacutemicos maacutes utilizados 9 42 Verificacioacuten del porcentaje de cloro activo en los productos 9 43 Modalidades de cloracioacuten 9 44 Caacutelculo de la cantidad de producto a utilizar en la desinfeccioacuten10 441 Correccioacuten del volumen de solucioacuten por la inestabilidad del producto 10 442 Instalacioacuten de los equipos de electrolisis de sal comuacuten 11 443 Limpieza y mantenimiento del electrodo 11 45 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada 11 46 El aforo quiacutemico 12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES13 51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares 13 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables13

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS16 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva 16 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva16

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 18 71 El aforo con principios de cinemaacutetica18 72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea 19

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA21 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo21 811 Proceso Iodomeacutetrico21 8111 Equipo21 8112 Procedimiento21 8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible 21 812 Proceso de dilucioacuten 21 8121 Equipo21 8122 Procedimiento21 8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible 22 82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre 22 83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir23 831 Hipoclorito de calcio 23 84 Hipoclorito de sodio 25 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada 27 86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas 27 87 Leyes de la electrolisis28

9 AFORO QUIacuteMICO29 10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL32

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11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 32

INDICE DE ILUSTRACIONES 1 EXPRESIONES DE CAacuteLCULO Y ESQUEMA DE UN VERTEDERO TRIANGULAR DE CRESTA DELGADA6 2 UBICACIOacuteN DEL SITIO DE MEDIDA DE LA CARGA DE AGUA Y DEL PUNTO DE APLICACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN

CLORADA7 3 CLORACIOacuteN A PUNTO DE QUIEBRE10 4 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 225ordm 13 5 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 30ordm 14 6 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 45ordm 14 7 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 60ordm 14 8 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 90ordm 15 9 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 120ordm 15 10 TABLA DE VALORES PARA AFORAR EN TANQUES ROMPE - PRESIOacuteN 16 11 AFORO VOLUMEacuteTRICO EN UN TANQUE ROMPE - PRESIOacuteN DETALLE DE LA MANGUERA DE GAS

EMPOTRADA EN UNA BOLA DE GOMA PARA PERMITIR EL INGRESO DE AIRE LA MEDICIOacuteN DEL ASCENSO DEL NIVEL DE AGUA DEBE SER SIMULTAacuteNEA SE REQUIERE LA INTERVENCIOacuteN DE 2 O 3 PERSONAS 16

12 DIAGRAMA EXPLICATIVO DE LAS MEDICIONES PARA EL AFORO CON PRINCIPIOS DE CINEMAacuteTICA 18 13 TABLA DE VALORES PARA EL AFORO DEL CAUDAL EN UNA TUBERIacuteA DE DIAacuteMETRO 3419 14 ESQUEMA EXPLICATIVO Y FOacuteRMULAS DE CAacuteLCULO PARA EL AFORO MIDIENDO LA ALTURA DEL CHORRO

VERTICAL DE AGUA CON ALTURA PEQUENtildeA19 15 ESQUEMA EXPLICATIVO Y FOacuteRMULAS DE CAacuteLCULO PARA EL AFORO MIDIENDO LA ALTURA DEL CHORRO

VERTICAL DE AGUA CON ALTURA GRANDE 20 16 COMPARADORES DE CLORO CON BASE A ORTOTOLIDINA Y DIETIL - PARA - FENILENDIAMINA (DPD)22 17 DETALLE EXPLICATIVO DE LA CURVA DE CLORACIOacuteN A PUNTO DE QUIEBRE 22 18 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 10 MGL)23 19 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 15 MGL)24 20 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 20 MGL)24 21 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO

CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 10 MGL) 25

22 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 15 MGL) 26

23 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 20 MGL) 26

24 EQUILIBRIO QUIacuteMICO ENTRE CONCENTRACIONES DE CLORO Y CAUDALES A TRATAR Y A DOSIFICAR 30 25 TABLA DE VALORES PARA EL AFORO VOLUMEacuteTRICO EN EL VOLUMEN DE CONTROL 31 26 TABLA DE VALORES PARA REALIZAR EL AFORO QUIacuteMICO31 27 KIT PARA COMPROBACIOacuteN DE CLORO (ORTOTOLIDINA) Y CONTROL DE PH (ROJO FENOL) RECIPIENTE

VOLUMEacuteTRICO DE 50 MILILITROS (CALIBRACIOacuteN DEL CAUDAL DE LA SOLUCIOacuteN CLORADA) BALANZA MANUAL GRADUADA (APRECIACIOacuteN 25 GRAMOS) 31

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PREFACIO Este manual nacioacute como resultado de algunas experiencias del autor vinculadas a la evaluacioacuten de plantas de agua potable que ha complementado consultoriacuteas relacionadas con tarifas catastro del servicio capacitacioacuten de operadores de sistemas municipales unidades militares y juntas administradoras del servicio (JAAPS) o con el acompantildeamiento de la puesta en marcha de unidades administradoras de los sistemas como por ejemplo las empresas municipales de servicios baacutesicos En esos procesos uno de los aspectos maacutes deficitarios es precisamente la desinfeccioacuten del agua potable Con demasiada frecuencia la causa es que los operadores no han sido capacitados para efectuar mediciones del caudal de ingreso a la planta o potabilizado por eacutesta incluso los supervisores de los operadores en ocasiones profesionales de la ingenieriacutea civil no conocen los caudales que tratan los sistemas de potabilizacioacuten de cuya operacioacuten son corresponsables Los ingenieros civiles (hidraacuteulicos y sanitarios) pueden argumentar que en vista del grado de escolaridad maacutes bien bajo de los operadores no es posible ensentildear sino recetas como la cantidad de cloro a mezclar cada diacutea en un tanque dosificador de un cierto volumen Esta praacutectica se ha establecido incluso mediando la aplicacioacuten de proporciones equivocadas de reactivos (que pueden ser generados en el sitio) por desconocimiento o equivocacioacuten al asignarles un porcentaje de pureza que no corresponde Cuando se hace una evaluacioacuten de los sistemas los ingenieros extraen la conclusioacuten tambieacuten equivocada de que los operadores no aplican los lineamientos o la ldquorecetardquo facilitada para el tema de la cloracioacuten del agua potable Se hace ldquocabeza de turcordquo de los operadores de los sistemas de manera injusta Este manual por extrantildeo que parezca no estaacute dirigido a los operadores de agua sino a los ingenieros civiles que lidian con temas de disentildeo construccioacuten fiscalizacioacuten y operacioacuten de los sistemas Es penoso constatar que en los disentildeos no se haya previsto elementos que faciliten la medicioacuten de caudales (vertederos para el aforo) o que en la etapa de construccioacuten estos elementos no son instalados o que en la operacioacuten de los sistemas integrados los vertederos en las estructuras no se haga uso de aquellos porque se carece de elementos para generar ayudas didaacutecticas El ingeniero debe saber aplicar conocimientos y procedimientos que le permitan conocer el caudal de agua a tratar dato imprescindible para ajustar concentraciones de reactivos en el tratamiento del agua Pero no termina alliacute su responsabilidad El profesional debe idearse recursos para ensentildear y motivar a los operadores a utilizar dichas estructuras aforar los caudales de agua y dosificar los quiacutemicos en funcioacuten de este dato Su labor de supervisioacuten debe orientarse a ello pero eacutel debe generar las ldquoherramientas conceptualesrdquo que los operadores utilizaraacuten en sus tareas diarias y asegurarse que paulatinamente ellos las dominen y sean capaces incluso de transmitir a otros sus conocimientos y capacitarlos en el desarrollo de destrezas y habilidades propias de la actividad El ingeniero no soacutelo encontraraacute su recompensa cuando constate que existe cloro residual en las redes de distribucioacuten sino tambieacuten cuando experimente su propio crecimiento al ver crecer a otros sin dejar de lado que el mismo profesional aprenderaacute habilidades de aquellos a quienes supervisa

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ACERCA DEL AUTOR Carlos Falconiacute Gomezjurado nacido en Quito (Ecuador) hace 51 antildeos Ingeniero Civil desde hace 25 antildeos (graduado en la Universidad Central del Ecuador) ha desarrollado su actividad en temas de proyectos de agua potable alcantarillado residuos soacutelidos proteccioacuten ambiental La asistencia teacutecnica a gobiernos locales y unidades militares le ha permitido desarrollar herramientas conceptuales para la capacitacioacuten especialmente de operadores de los sistemas que en este manual se ofrece a manera de ilustracioacuten pues cada sistema en particular requeriraacute de introducir los ajustes que sean necesarios El autor agradece los comentarios que usuarios de este documento puedan efectuar para su mejoramiento Email calfalconiyahooes Se autoriza la utilizacioacuten de este manual con fines didaacutecticos no comerciales y citando la fuente Quito Ecuador Enero de 2007 Revisioacuten Abril 2009

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11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 32

INDICE DE ILUSTRACIONES 1 EXPRESIONES DE CAacuteLCULO Y ESQUEMA DE UN VERTEDERO TRIANGULAR DE CRESTA DELGADA6 2 UBICACIOacuteN DEL SITIO DE MEDIDA DE LA CARGA DE AGUA Y DEL PUNTO DE APLICACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN

CLORADA7 3 CLORACIOacuteN A PUNTO DE QUIEBRE10 4 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 225ordm 13 5 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 30ordm 14 6 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 45ordm 14 7 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 60ordm 14 8 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 90ordm 15 9 TABLA DE VALORES PARA AFORAR CAUDALES CON UN VERTEDERO TRIANGULAR DE 120ordm 15 10 TABLA DE VALORES PARA AFORAR EN TANQUES ROMPE - PRESIOacuteN 16 11 AFORO VOLUMEacuteTRICO EN UN TANQUE ROMPE - PRESIOacuteN DETALLE DE LA MANGUERA DE GAS

EMPOTRADA EN UNA BOLA DE GOMA PARA PERMITIR EL INGRESO DE AIRE LA MEDICIOacuteN DEL ASCENSO DEL NIVEL DE AGUA DEBE SER SIMULTAacuteNEA SE REQUIERE LA INTERVENCIOacuteN DE 2 O 3 PERSONAS 16

12 DIAGRAMA EXPLICATIVO DE LAS MEDICIONES PARA EL AFORO CON PRINCIPIOS DE CINEMAacuteTICA 18 13 TABLA DE VALORES PARA EL AFORO DEL CAUDAL EN UNA TUBERIacuteA DE DIAacuteMETRO 3419 14 ESQUEMA EXPLICATIVO Y FOacuteRMULAS DE CAacuteLCULO PARA EL AFORO MIDIENDO LA ALTURA DEL CHORRO

VERTICAL DE AGUA CON ALTURA PEQUENtildeA19 15 ESQUEMA EXPLICATIVO Y FOacuteRMULAS DE CAacuteLCULO PARA EL AFORO MIDIENDO LA ALTURA DEL CHORRO

VERTICAL DE AGUA CON ALTURA GRANDE 20 16 COMPARADORES DE CLORO CON BASE A ORTOTOLIDINA Y DIETIL - PARA - FENILENDIAMINA (DPD)22 17 DETALLE EXPLICATIVO DE LA CURVA DE CLORACIOacuteN A PUNTO DE QUIEBRE 22 18 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 10 MGL)23 19 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 15 MGL)24 20 TABLA DE VALORES CON LAS CANTIDADES DIARIAS DE HIPOCLORITO DE CALCIO EN FUNCIOacuteN DEL

CAUDAL AFORADO (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 20 MGL)24 21 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO

CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 10 MGL) 25

22 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 15 MGL) 26

23 VOLUacuteMENES DIARIOS (EN LITROS) DE SOLUCIOacuteN DE HIPOCLORITO DE SODIO OBTENIDA DE UN EQUIPO CLORID L-30 A MEZCLAR EN EL TANQUE HIPOCLORADOR (CONCENTRACIOacuteN DE CLORO RESIDUAL 20 MGL) 26

24 EQUILIBRIO QUIacuteMICO ENTRE CONCENTRACIONES DE CLORO Y CAUDALES A TRATAR Y A DOSIFICAR 30 25 TABLA DE VALORES PARA EL AFORO VOLUMEacuteTRICO EN EL VOLUMEN DE CONTROL 31 26 TABLA DE VALORES PARA REALIZAR EL AFORO QUIacuteMICO31 27 KIT PARA COMPROBACIOacuteN DE CLORO (ORTOTOLIDINA) Y CONTROL DE PH (ROJO FENOL) RECIPIENTE

VOLUMEacuteTRICO DE 50 MILILITROS (CALIBRACIOacuteN DEL CAUDAL DE LA SOLUCIOacuteN CLORADA) BALANZA MANUAL GRADUADA (APRECIACIOacuteN 25 GRAMOS) 31

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PREFACIO Este manual nacioacute como resultado de algunas experiencias del autor vinculadas a la evaluacioacuten de plantas de agua potable que ha complementado consultoriacuteas relacionadas con tarifas catastro del servicio capacitacioacuten de operadores de sistemas municipales unidades militares y juntas administradoras del servicio (JAAPS) o con el acompantildeamiento de la puesta en marcha de unidades administradoras de los sistemas como por ejemplo las empresas municipales de servicios baacutesicos En esos procesos uno de los aspectos maacutes deficitarios es precisamente la desinfeccioacuten del agua potable Con demasiada frecuencia la causa es que los operadores no han sido capacitados para efectuar mediciones del caudal de ingreso a la planta o potabilizado por eacutesta incluso los supervisores de los operadores en ocasiones profesionales de la ingenieriacutea civil no conocen los caudales que tratan los sistemas de potabilizacioacuten de cuya operacioacuten son corresponsables Los ingenieros civiles (hidraacuteulicos y sanitarios) pueden argumentar que en vista del grado de escolaridad maacutes bien bajo de los operadores no es posible ensentildear sino recetas como la cantidad de cloro a mezclar cada diacutea en un tanque dosificador de un cierto volumen Esta praacutectica se ha establecido incluso mediando la aplicacioacuten de proporciones equivocadas de reactivos (que pueden ser generados en el sitio) por desconocimiento o equivocacioacuten al asignarles un porcentaje de pureza que no corresponde Cuando se hace una evaluacioacuten de los sistemas los ingenieros extraen la conclusioacuten tambieacuten equivocada de que los operadores no aplican los lineamientos o la ldquorecetardquo facilitada para el tema de la cloracioacuten del agua potable Se hace ldquocabeza de turcordquo de los operadores de los sistemas de manera injusta Este manual por extrantildeo que parezca no estaacute dirigido a los operadores de agua sino a los ingenieros civiles que lidian con temas de disentildeo construccioacuten fiscalizacioacuten y operacioacuten de los sistemas Es penoso constatar que en los disentildeos no se haya previsto elementos que faciliten la medicioacuten de caudales (vertederos para el aforo) o que en la etapa de construccioacuten estos elementos no son instalados o que en la operacioacuten de los sistemas integrados los vertederos en las estructuras no se haga uso de aquellos porque se carece de elementos para generar ayudas didaacutecticas El ingeniero debe saber aplicar conocimientos y procedimientos que le permitan conocer el caudal de agua a tratar dato imprescindible para ajustar concentraciones de reactivos en el tratamiento del agua Pero no termina alliacute su responsabilidad El profesional debe idearse recursos para ensentildear y motivar a los operadores a utilizar dichas estructuras aforar los caudales de agua y dosificar los quiacutemicos en funcioacuten de este dato Su labor de supervisioacuten debe orientarse a ello pero eacutel debe generar las ldquoherramientas conceptualesrdquo que los operadores utilizaraacuten en sus tareas diarias y asegurarse que paulatinamente ellos las dominen y sean capaces incluso de transmitir a otros sus conocimientos y capacitarlos en el desarrollo de destrezas y habilidades propias de la actividad El ingeniero no soacutelo encontraraacute su recompensa cuando constate que existe cloro residual en las redes de distribucioacuten sino tambieacuten cuando experimente su propio crecimiento al ver crecer a otros sin dejar de lado que el mismo profesional aprenderaacute habilidades de aquellos a quienes supervisa

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ACERCA DEL AUTOR Carlos Falconiacute Gomezjurado nacido en Quito (Ecuador) hace 51 antildeos Ingeniero Civil desde hace 25 antildeos (graduado en la Universidad Central del Ecuador) ha desarrollado su actividad en temas de proyectos de agua potable alcantarillado residuos soacutelidos proteccioacuten ambiental La asistencia teacutecnica a gobiernos locales y unidades militares le ha permitido desarrollar herramientas conceptuales para la capacitacioacuten especialmente de operadores de los sistemas que en este manual se ofrece a manera de ilustracioacuten pues cada sistema en particular requeriraacute de introducir los ajustes que sean necesarios El autor agradece los comentarios que usuarios de este documento puedan efectuar para su mejoramiento Email calfalconiyahooes Se autoriza la utilizacioacuten de este manual con fines didaacutecticos no comerciales y citando la fuente Quito Ecuador Enero de 2007 Revisioacuten Abril 2009

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PREFACIO Este manual nacioacute como resultado de algunas experiencias del autor vinculadas a la evaluacioacuten de plantas de agua potable que ha complementado consultoriacuteas relacionadas con tarifas catastro del servicio capacitacioacuten de operadores de sistemas municipales unidades militares y juntas administradoras del servicio (JAAPS) o con el acompantildeamiento de la puesta en marcha de unidades administradoras de los sistemas como por ejemplo las empresas municipales de servicios baacutesicos En esos procesos uno de los aspectos maacutes deficitarios es precisamente la desinfeccioacuten del agua potable Con demasiada frecuencia la causa es que los operadores no han sido capacitados para efectuar mediciones del caudal de ingreso a la planta o potabilizado por eacutesta incluso los supervisores de los operadores en ocasiones profesionales de la ingenieriacutea civil no conocen los caudales que tratan los sistemas de potabilizacioacuten de cuya operacioacuten son corresponsables Los ingenieros civiles (hidraacuteulicos y sanitarios) pueden argumentar que en vista del grado de escolaridad maacutes bien bajo de los operadores no es posible ensentildear sino recetas como la cantidad de cloro a mezclar cada diacutea en un tanque dosificador de un cierto volumen Esta praacutectica se ha establecido incluso mediando la aplicacioacuten de proporciones equivocadas de reactivos (que pueden ser generados en el sitio) por desconocimiento o equivocacioacuten al asignarles un porcentaje de pureza que no corresponde Cuando se hace una evaluacioacuten de los sistemas los ingenieros extraen la conclusioacuten tambieacuten equivocada de que los operadores no aplican los lineamientos o la ldquorecetardquo facilitada para el tema de la cloracioacuten del agua potable Se hace ldquocabeza de turcordquo de los operadores de los sistemas de manera injusta Este manual por extrantildeo que parezca no estaacute dirigido a los operadores de agua sino a los ingenieros civiles que lidian con temas de disentildeo construccioacuten fiscalizacioacuten y operacioacuten de los sistemas Es penoso constatar que en los disentildeos no se haya previsto elementos que faciliten la medicioacuten de caudales (vertederos para el aforo) o que en la etapa de construccioacuten estos elementos no son instalados o que en la operacioacuten de los sistemas integrados los vertederos en las estructuras no se haga uso de aquellos porque se carece de elementos para generar ayudas didaacutecticas El ingeniero debe saber aplicar conocimientos y procedimientos que le permitan conocer el caudal de agua a tratar dato imprescindible para ajustar concentraciones de reactivos en el tratamiento del agua Pero no termina alliacute su responsabilidad El profesional debe idearse recursos para ensentildear y motivar a los operadores a utilizar dichas estructuras aforar los caudales de agua y dosificar los quiacutemicos en funcioacuten de este dato Su labor de supervisioacuten debe orientarse a ello pero eacutel debe generar las ldquoherramientas conceptualesrdquo que los operadores utilizaraacuten en sus tareas diarias y asegurarse que paulatinamente ellos las dominen y sean capaces incluso de transmitir a otros sus conocimientos y capacitarlos en el desarrollo de destrezas y habilidades propias de la actividad El ingeniero no soacutelo encontraraacute su recompensa cuando constate que existe cloro residual en las redes de distribucioacuten sino tambieacuten cuando experimente su propio crecimiento al ver crecer a otros sin dejar de lado que el mismo profesional aprenderaacute habilidades de aquellos a quienes supervisa

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ACERCA DEL AUTOR Carlos Falconiacute Gomezjurado nacido en Quito (Ecuador) hace 51 antildeos Ingeniero Civil desde hace 25 antildeos (graduado en la Universidad Central del Ecuador) ha desarrollado su actividad en temas de proyectos de agua potable alcantarillado residuos soacutelidos proteccioacuten ambiental La asistencia teacutecnica a gobiernos locales y unidades militares le ha permitido desarrollar herramientas conceptuales para la capacitacioacuten especialmente de operadores de los sistemas que en este manual se ofrece a manera de ilustracioacuten pues cada sistema en particular requeriraacute de introducir los ajustes que sean necesarios El autor agradece los comentarios que usuarios de este documento puedan efectuar para su mejoramiento Email calfalconiyahooes Se autoriza la utilizacioacuten de este manual con fines didaacutecticos no comerciales y citando la fuente Quito Ecuador Enero de 2007 Revisioacuten Abril 2009

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ACERCA DEL AUTOR Carlos Falconiacute Gomezjurado nacido en Quito (Ecuador) hace 51 antildeos Ingeniero Civil desde hace 25 antildeos (graduado en la Universidad Central del Ecuador) ha desarrollado su actividad en temas de proyectos de agua potable alcantarillado residuos soacutelidos proteccioacuten ambiental La asistencia teacutecnica a gobiernos locales y unidades militares le ha permitido desarrollar herramientas conceptuales para la capacitacioacuten especialmente de operadores de los sistemas que en este manual se ofrece a manera de ilustracioacuten pues cada sistema en particular requeriraacute de introducir los ajustes que sean necesarios El autor agradece los comentarios que usuarios de este documento puedan efectuar para su mejoramiento Email calfalconiyahooes Se autoriza la utilizacioacuten de este manual con fines didaacutecticos no comerciales y citando la fuente Quito Ecuador Enero de 2007 Revisioacuten Abril 2009

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MANUAL PARA AFORO Y DESINFECCIOacuteN DEL AGUA POTABLE

1 AFORO DEL CAUDAL DE AGUAS 11 Existencia de estructuras para la medida del caudal Toda planta de tratamiento para agua potable debe contar con elementos hidraacuteulicos o vertederos que permitan efectuar el aforo o la medida del caudal de aguas 12 Tipo de vertedero recomendado y foacutermulas de caacutelculo Para pequentildeos caudales son recomendables los vertederos de seccioacuten triangular e isoacutesceles los catetos del triaacutengulo que convergen hacia el veacutertice inferior o escotadura deben ser iguales El esquema y expresiones de caacutelculo se explican a continuacioacuten B

Hα

B

Hα

VERTEDERO TRIANGULAR

smenQ

cmenhh

menhhggQ

__

)__(08705650

)___(2

tan2158

3

25

minus+=

=

μ

αμ

1 Expresiones de caacutelculo y esquema de un vertedero triangular de cresta delgada Donde Q caudal en m3s o ls seguacuten las unidades que convenga μ coeficiente de descarga del vertedero g aceleracioacuten de la gravedad (981 ms2)

h altura de la laacutemina de agua sobre la escotadura inferior del vertedero (m excepto en el caacutelculo de μ)

α aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

13 Ubicacioacuten e instalacioacuten del vertedero para el aforo El vertedero triangular debe estar ubicado de preferencia a la salida de las unidades de filtracioacuten (si las hay) o en todo caso en un punto anterior al ingreso del tanque de reserva para aprovechar la turbulencia de la mezcla aguas abajo del vertedero y dosificar la solucioacuten clorada Debe cuidarse que la bisectriz del aacutengulo de la escotadura inferior esteacute colocada en forma perpendicular Por lo tanto la parte superior del vertedero debe estar perfectamente nivelada 14 Toma de la medida de la carga de agua La medicioacuten de la altura de agua h debe hacerse de preferencia a una distancia equivalente a cuatro veces la carga de agua

6

h

asymp4H

Sitio preferente paramedida de la alturade agua h

Sitio preferente paraaplicacioacuten de la solucioacutenclorada (turbulencia)

2 Ubicacioacuten del sitio de medida de la carga de agua y del punto de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada

El nivel del veacutertice inferior del vertedero triangular puede ser transportado a una referencia fija en las paredes del canal o cajoacuten de acceso del agua a la distancia recomendada en el numeral anterior Sobre esa referencia fija el operador efectuaraacute la medida con una exactitud de miliacutemetros (o liacuteneas) valieacutendose de un metro o de una regla graduada 15 Determinacioacuten del caudal de aguas en la planta En el Anexo A en el cual se analiza el tema de la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares constan tablas desarrolladas para aacutengulos variables y se explica el uso de las mismas

2 INEXISTENCIA DE ESTRUCTURAS PARA LA MEDIDA DEL CAUDAL1 21 Meacutetodos de aforo posibles Los meacutetodos de aforo posibles son bull El aforo volumeacutetrico bull El aforo basado en principios de aacuterea ndash velocidad bull El aforo quiacutemico 211 El aforo volumeacutetrico El aforo volumeacutetrico requiere conocer la magnitud de un volumen de control que debe guardar proporcioacuten con el caudal de agua que se mida a fin de que el tiempo cronometrado entre el inicio y el fin del llenado sea suficientemente representativo Se recomienda tomar varias medidas y promediarlas Se puede desarrollar tablas de valores de acuerdo a las dimensiones del recipiente tanque rompe ndash presioacuten o de reserva para el llenado total o el registro de alturas determinadas de sobre ndash elevacioacuten del agua En funcioacuten del tiempo cronometrado la tabla de valores informa sobre el caudal aforado Las aplicaciones de este meacutetodo de aforo se desarrollan en el Anexo B y se vinculan con bull El aforo en tanques rompe ndash presioacuten o de reserva bull El aforo de equipos de bombeo en relacioacuten con tanques de reserva

1 En sistemas de agua potable en los cuales no existan estructuras que sean uacutetiles para la medicioacuten de caudales se dificulta las tareas de los operadores particularmente para la cloracioacuten del agua Esta situacioacuten deberiacutea ser una excepcioacuten y no constituir la norma

7

212 El aforo aacuterea ndash velocidad Se fundamenta en la determinacioacuten del aacuterea o seccioacuten media mojada A (m2) por donde circula el agua con una velocidad media υ (ms) Se aplica en bull Canales de seccioacuten regular

o Se determina la velocidad mediante molinetes o flotadores Los molinetes tienen ecuaciones de calibracioacuten y el resultado es bastante

exacto Si se utilizan flotadores de preferencia lastrados se promedian los

cocientes de la longitud respecto al tiempo de travesiacutea para obtener la velocidad y este valor se multiplica por el del aacuterea mojada afectado por un valor de correccioacuten que variacutea entre 060 y 080

bull Tuberiacuteas de entrada o de salida de unidades de la planta bull Tuberiacuteas con salida vertical (altura del chorro de agua) Las aplicaciones para tuberiacuteas de entrada o salida de unidades de la planta o para tuberiacuteas con salida vertical se desarrollan en el Anexo C 213 El aforo quiacutemico Se basa en la alimentacioacuten instantaacutenea o sostenida de un elemento quiacutemico que actuacutea como trazador La concentracioacuten de dicho elemento se determina en forma previa y posterior a la dosificacioacuten Su discusioacuten se realiza conjuntamente con la cloracioacuten maacutes adelante

3 EL AFORO DEL CAUDAL EN POZOS2 Se puede efectuar mediante aforos volumeacutetricos contando con un tanque de 55 galones (2082 litros) Durante el bombeo se posibilita el llenado del tanque y se mide el tiempo transcurrido para el propoacutesito El volumen obtenido se divide para el tiempo que tomoacute el llenado y se obtiene el caudal de bombeo A partir de las investigaciones hidrogeoloacutegicas durante la perforacioacuten del pozo y el bombeo de prueba se necesitan perforaciones de pozos de observacioacuten donde se puedan medir los descensos del nivel durante el bombeo Entonces es posible aplicar foacutermulas maacutes complejas como las de Thiem Para pozos artesianos (surgentes)

1

2

12

log3032

)(2

rrsskmQ minus

=π

Para pozos con nivel freaacutetico

1

2

21

22

log3032

)()(

rr

smsmkQ minusminusminus= π

2 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea paacuteg 318 OPSCEPISPUB0276 Lima 2002

8

Donde Q caudal del pozo K permeabilidad del acuiacutefero

s1 s2 abatimientos o descensos del nivel del agua verificados en pozos de observacioacuten

r1 r2 distancia de los pozos de observacioacuten respecto al pozo de bombeo

4 LA DESINFECCIOacuteN DEL AGUA CON CLORO 41 Productos quiacutemicos maacutes utilizados Los productos quiacutemicos maacutes utilizados en el caso particular de las Juntas Administradoras de Agua Potable y Saneamiento (JAAPS) son los siguientes bull Hipoclorito de calcio HTH que viene en presentacioacuten granular a una concentracioacuten del

653 en tanques de 225 y 45 kilogramos bull Hipoclorito de sodio generalmente obtenido mediante sistemas de electrolisis en sitio

mediante la disolucioacuten de sal en agua y el paso de corriente eleacutectrica La concentracioacuten de cloro activo es variable del 01 al 06 Los equipos fabricados en el Ecuador de acuerdo con datos de uno de los fabricantes entregan una solucioacuten de hipoclorito de sodio con una concentracioacuten de 1254 5

42 Verificacioacuten del porcentaje de cloro activo en los productos Es recomendable verificar el porcentaje de cloro activo en los productos quiacutemicos que se utilice Los meacutetodos maacutes utilizados son6 bull El meacutetodo iodomeacutetrico (considerado maacutes exacto) bull El meacutetodo de disolucioacuten (faacutecil de aplicar y que utiliza el comparador de cloro con tabletas

de DPD) Los meacutetodos antes citados se describen en el Anexo D 43 Modalidades de cloracioacuten La dosificacioacuten de cloro se puede hacer en tres modalidades bull Cloracioacuten marginal que mantiene un nivel de cloro residual pequentildeo (asymp02 mgl) sin

considerar si el residuo estaacute en forma de cloro combinado o cloro residual bull Cloracioacuten residual combinada aprovechando el nitroacutegeno amoniacal existente en el agua o

agregaacutendolo para que reaccione con el cloro y forme cloraminas bull Cloracioacuten residual libre en la cual mediante una super - cloracioacuten se induce la destruccioacuten

del cloro combinado y se obtienen residuales de cloro libre como se explica en el graacutefico

3 La literatura teacutecnica refiere 70 (AWWA Control de calidad y tratamiento del agua paacuteg 648) Determinaciones analiacuteticas en laboratorios quiacutemicos arrojan concentraciones efectivas entre 65 y 66 para hipoclorito de calcio de reciente fabricacioacuten Cuando el reactivo es guardado largo tiempo a veces en malas condiciones la concentracioacuten del cloro activo disminuye a menos del 60 4 En concentraciones superiores al 10 el hipoclorito de sodio es inestable 5 CLORID SA Cataacutelogo de los productos Se disuelven 1000 gramos de sal en 30 litros de agua y se hace pasar la corriente eleacutectrica durante 24 horas La concentracioacuten de 1 equivale a 10000 mgl o gm3 6 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg 13 y 14 Guatemala

9

3 Cloracioacuten a punto de quiebre

44 Caacutelculo de la cantidad de producto a utilizar en la desinfeccioacuten El caacutelculo de la cantidad de reactivo a utilizar estaacute en funcioacuten del caudal de agua en la planta de la dosis de cloro a obtener en el agua de distribucioacuten y de la concentracioacuten de cloro activo en el producto que se utilice

CAcQdiacuteareactivog _486_ = Donde Q caudal del suministro en litros por segundo (ls) c concentracioacuten de cloro en el agua (gm3)7

CA porcentaje de cloro activo en el reactivo utilizado La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis8 de la sal comuacuten arroja para cada equipo en particular una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final en gramos por litro de solucioacuten al cabo de un nuacutemero determinado de horas En este caso se calcula los voluacutemenes parciales de la solucioacuten obtenida a mezclar en el volumen total del tanque hipoclorador en funcioacuten de la concentracioacuten a obtener en eacuteste Cada diacutea el hipoclorito de sodio producido pierde 075 gramos de cloro activo

equiposollggmglorhipocloradVollmgorhipocloradsolConcequiposoll

__)_(1000)_(_)_(____ =

Donde l_sol_equipo litros de solucioacuten a utilizar por diacutea (l)

Con_sol_hipoclorador mgl de concentracioacuten de cloro en el agua del tanque hipoclorador (mgl)

gl_sol_equipo concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten (gl) Para todos los casos si el suministro de agua opera por horas hay que considerar la proporcionalidad correspondiente 441 Correccioacuten del volumen de solucioacuten por la inestabilidad del producto La solucioacuten producida por equipos de electrolisis de sal comuacuten en sitio es inestable y se pierde a una tasa de 075 gramos de cloro activo por diacutea (incluso mayor en climas tropicales) Se debe

7 El factor 864 convierte el caudal de ls a m3diacutea Por ello se sugiere utilizar las unidades de concentracioacuten gm3 si bien equivalen a mgl 8 En el Anexo D se incluyen conceptos y leyes baacutesicas relacionadas con la electrolisis y la electroquiacutemica

10

elaborar una tabla que permita corregir el volumen de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida en funcioacuten de la peacuterdida de cloro activo 442 Instalacioacuten de los equipos de electrolisis de sal comuacuten En el caso de equipos de electrolisis de sal comuacuten es importante que el sitio de su instalacioacuten sea ventilado Antes de trasvasar el volumen diario de solucioacuten clorada al tanque hipoclorador es importante facilitar previamente una buena ventilacioacuten destapar el tanque de electrolisis y posibilitar que el cloro gaseoso atrapado se disipe 443 Limpieza y mantenimiento del electrodo El electrodo generador debe ser limpiado despueacutes de cada uso Los equipos generadores cuentan con un recipiente de almacenamiento para el propoacutesito el cual se llena con vinagre blanco puro o con una solucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico o aacutecido muriaacutetico al 5 de concentracioacuten Concentraciones mayores pueden dantildear al electrodo El electrodo generador debe ser lavado con agua pura libre de cloro antes y despueacutes de su inmersioacuten en el recipiente de almacenamiento No debe estar conectado antes de sumergirlo en la solucioacuten de salmuera y debe desactivarse antes de introducirlo en el recipiente de almacenamiento El tiempo de inmersioacuten recomendado es de 15 minutos (puede variar seguacuten las recomendaciones de cada fabricante) Bajo ninguacuten concepto se debe poner en contacto el aacutecido de limpieza con la solucioacuten de hipoclorito de sodio 45 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada se puede determinar mediante la siguiente relacioacuten

QCc

cC

Qq 1

1

10001

1000cong

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=

4 Caudal a dosificar de la solucioacuten de cloro

Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (mls) C concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador (0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada en el agua de distribucioacuten (mgl) El caudal calibrado para la solucioacuten clorada (q) es independiente del caudal aforado en la planta (Q) siempre que se ajuste diariamente la concentracioacuten del reactivo en el tanque hipoclorador (C) El procedimiento consiste en ajustar el goteo de la solucioacuten clorada para llenar un volumen de control en un tiempo determinado El caudal de solucioacuten de cloro es caracteriacutestico para cada concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador y en el agua a desinfectar El caacutelculo se realiza con la siguiente expresioacuten

)_()_(_)_(_

smlqmlcontrolVolsllenadot =

11

Donde t_llenado Tiempo de llenado del volumen de control (s) Vol_control Volumen de control (ml) q Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) Es fundamental que los tanques hipocloradores a gravedad cuenten con un dispositivo de dosificacioacuten con altura constante Cuando se utilizan bombas dosificadoras (en sistemas un poco mayores) son vaacutelidos los mismos criterios pues con ellos se puede verificar la calibracioacuten de los equipos 46 El aforo quiacutemico El aforo quiacutemico aprovecha un trazador quiacutemico sustancia (soluto) aplica en un punto de un curso de agua o de la planta de potabilizacioacuten en una solucioacuten conocida El trazador formaraacute con el agua una solucioacuten diluida En un punto distante del lugar de aplicacioacuten se determina la concentracioacuten de la solucioacuten diluida Mediante la diferencia de concentracioacuten es posible calcular el solvente adicional que constituye el caudal de agua en cuestioacuten (del riacuteo o de la planta de tratamiento) El meacutetodo se explica con detalle con base a su adaptacioacuten para utilizar cloro en el Anexo E

12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES

51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares Sensibilidad significa (4) Grado o medida de la eficacia de ciertos aparatos cientiacuteficos oacutepticos etc o tambieacuten (5) Capacidad de respuesta a muy pequentildeas excitaciones estiacutemulos o causas9 Si un instrumento de medida como un vertedero tiene mayor sensibilidad para pequentildeas variaciones de caudal seraacute maacutes exacto para los propoacutesitos de la operacioacuten de un sistema de agua potable En funcioacuten de la magnitud del caudal a aforar el aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular puede ser variado Usualmente se utiliza aacutengulos de 90ordm pero se obtendraacute mayor resolucioacuten para pequentildeos caudales si el aacutengulo de la escotadura se disminuye Valores probables a asumir para dicho aacutengulo son 225ordm 30ordm 45ordm 60ordm 90ordm 120ordm 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables La sistematizacioacuten de las foacutermulas hidraacuteulicas en hojas de caacutelculo permite al ingeniero civil obtener tablas de valores que permiten al operador determinar el caudal una vez que haya medido la carga de agua La columna izquierda registra la medida de la carga de agua con una precisioacuten de centiacutemetros (expresados en m) La fila superior permite agregar fracciones de miliacutemetros (expresados en m) que el operador podraacute apreciar en sus mediciones En el cruce de la fila y la columna correspondientes se mide el caudal que se va a desinfectar A continuacioacuten constan las tablas de valores para valores variables del aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 000 000 001 001 001 001 001 001 001002 002 002 002 002 003 003 003 003 004 004003 005 005 005 006 006 007 007 008 008 009

004 009 010 010 011 012 012 013 014 014 015005 016 017 017 018 019 020 021 022 023 024006 025 026 027 028 029 030 031 033 034 035007 036 038 039 040 042 043 045 046 048 049008 051 052 054 056 057 059 061 062 064 066009 068 070 072 074 076 078 080 082 084 086010 088 090 092 095 097 099 102 104 107 109011 111 114 117 119 122 124 127 130 133 135012 138 141 144 147 150 153 156 159 162 165013 169 172 175 179 182 185 189 192 196 199014 203 206 210 214 217 221 225 229 233 237015 241 245 249 253 257 261 265 269 274 278016 282 287 291 296 300 305 309 314 319 323

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 225 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

4 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 225ordm

9 Entre pareacutentesis el nuacutemero de la acepcioacuten que consta en la Vigeacutesimo segunda edicioacuten del Diccionario de la Lengua Espantildeola Real Academia Espantildeola 2001 volumen 9 paacutegina 1390

13

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

h

asymp4H

Sitio preferente paramedida de la alturade agua h

Sitio preferente paraaplicacioacuten de la solucioacutenclorada (turbulencia)

2 Ubicacioacuten del sitio de medida de la carga de agua y del punto de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada

El nivel del veacutertice inferior del vertedero triangular puede ser transportado a una referencia fija en las paredes del canal o cajoacuten de acceso del agua a la distancia recomendada en el numeral anterior Sobre esa referencia fija el operador efectuaraacute la medida con una exactitud de miliacutemetros (o liacuteneas) valieacutendose de un metro o de una regla graduada 15 Determinacioacuten del caudal de aguas en la planta En el Anexo A en el cual se analiza el tema de la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares constan tablas desarrolladas para aacutengulos variables y se explica el uso de las mismas

2 INEXISTENCIA DE ESTRUCTURAS PARA LA MEDIDA DEL CAUDAL1 21 Meacutetodos de aforo posibles Los meacutetodos de aforo posibles son bull El aforo volumeacutetrico bull El aforo basado en principios de aacuterea ndash velocidad bull El aforo quiacutemico 211 El aforo volumeacutetrico El aforo volumeacutetrico requiere conocer la magnitud de un volumen de control que debe guardar proporcioacuten con el caudal de agua que se mida a fin de que el tiempo cronometrado entre el inicio y el fin del llenado sea suficientemente representativo Se recomienda tomar varias medidas y promediarlas Se puede desarrollar tablas de valores de acuerdo a las dimensiones del recipiente tanque rompe ndash presioacuten o de reserva para el llenado total o el registro de alturas determinadas de sobre ndash elevacioacuten del agua En funcioacuten del tiempo cronometrado la tabla de valores informa sobre el caudal aforado Las aplicaciones de este meacutetodo de aforo se desarrollan en el Anexo B y se vinculan con bull El aforo en tanques rompe ndash presioacuten o de reserva bull El aforo de equipos de bombeo en relacioacuten con tanques de reserva

1 En sistemas de agua potable en los cuales no existan estructuras que sean uacutetiles para la medicioacuten de caudales se dificulta las tareas de los operadores particularmente para la cloracioacuten del agua Esta situacioacuten deberiacutea ser una excepcioacuten y no constituir la norma

7

212 El aforo aacuterea ndash velocidad Se fundamenta en la determinacioacuten del aacuterea o seccioacuten media mojada A (m2) por donde circula el agua con una velocidad media υ (ms) Se aplica en bull Canales de seccioacuten regular

o Se determina la velocidad mediante molinetes o flotadores Los molinetes tienen ecuaciones de calibracioacuten y el resultado es bastante

exacto Si se utilizan flotadores de preferencia lastrados se promedian los

cocientes de la longitud respecto al tiempo de travesiacutea para obtener la velocidad y este valor se multiplica por el del aacuterea mojada afectado por un valor de correccioacuten que variacutea entre 060 y 080

bull Tuberiacuteas de entrada o de salida de unidades de la planta bull Tuberiacuteas con salida vertical (altura del chorro de agua) Las aplicaciones para tuberiacuteas de entrada o salida de unidades de la planta o para tuberiacuteas con salida vertical se desarrollan en el Anexo C 213 El aforo quiacutemico Se basa en la alimentacioacuten instantaacutenea o sostenida de un elemento quiacutemico que actuacutea como trazador La concentracioacuten de dicho elemento se determina en forma previa y posterior a la dosificacioacuten Su discusioacuten se realiza conjuntamente con la cloracioacuten maacutes adelante

3 EL AFORO DEL CAUDAL EN POZOS2 Se puede efectuar mediante aforos volumeacutetricos contando con un tanque de 55 galones (2082 litros) Durante el bombeo se posibilita el llenado del tanque y se mide el tiempo transcurrido para el propoacutesito El volumen obtenido se divide para el tiempo que tomoacute el llenado y se obtiene el caudal de bombeo A partir de las investigaciones hidrogeoloacutegicas durante la perforacioacuten del pozo y el bombeo de prueba se necesitan perforaciones de pozos de observacioacuten donde se puedan medir los descensos del nivel durante el bombeo Entonces es posible aplicar foacutermulas maacutes complejas como las de Thiem Para pozos artesianos (surgentes)

1

2

12

log3032

)(2

rrsskmQ minus

=π

Para pozos con nivel freaacutetico

1

2

21

22

log3032

)()(

rr

smsmkQ minusminusminus= π

2 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea paacuteg 318 OPSCEPISPUB0276 Lima 2002

8

Donde Q caudal del pozo K permeabilidad del acuiacutefero

s1 s2 abatimientos o descensos del nivel del agua verificados en pozos de observacioacuten

r1 r2 distancia de los pozos de observacioacuten respecto al pozo de bombeo

4 LA DESINFECCIOacuteN DEL AGUA CON CLORO 41 Productos quiacutemicos maacutes utilizados Los productos quiacutemicos maacutes utilizados en el caso particular de las Juntas Administradoras de Agua Potable y Saneamiento (JAAPS) son los siguientes bull Hipoclorito de calcio HTH que viene en presentacioacuten granular a una concentracioacuten del

653 en tanques de 225 y 45 kilogramos bull Hipoclorito de sodio generalmente obtenido mediante sistemas de electrolisis en sitio

mediante la disolucioacuten de sal en agua y el paso de corriente eleacutectrica La concentracioacuten de cloro activo es variable del 01 al 06 Los equipos fabricados en el Ecuador de acuerdo con datos de uno de los fabricantes entregan una solucioacuten de hipoclorito de sodio con una concentracioacuten de 1254 5

42 Verificacioacuten del porcentaje de cloro activo en los productos Es recomendable verificar el porcentaje de cloro activo en los productos quiacutemicos que se utilice Los meacutetodos maacutes utilizados son6 bull El meacutetodo iodomeacutetrico (considerado maacutes exacto) bull El meacutetodo de disolucioacuten (faacutecil de aplicar y que utiliza el comparador de cloro con tabletas

de DPD) Los meacutetodos antes citados se describen en el Anexo D 43 Modalidades de cloracioacuten La dosificacioacuten de cloro se puede hacer en tres modalidades bull Cloracioacuten marginal que mantiene un nivel de cloro residual pequentildeo (asymp02 mgl) sin

considerar si el residuo estaacute en forma de cloro combinado o cloro residual bull Cloracioacuten residual combinada aprovechando el nitroacutegeno amoniacal existente en el agua o

agregaacutendolo para que reaccione con el cloro y forme cloraminas bull Cloracioacuten residual libre en la cual mediante una super - cloracioacuten se induce la destruccioacuten

del cloro combinado y se obtienen residuales de cloro libre como se explica en el graacutefico

3 La literatura teacutecnica refiere 70 (AWWA Control de calidad y tratamiento del agua paacuteg 648) Determinaciones analiacuteticas en laboratorios quiacutemicos arrojan concentraciones efectivas entre 65 y 66 para hipoclorito de calcio de reciente fabricacioacuten Cuando el reactivo es guardado largo tiempo a veces en malas condiciones la concentracioacuten del cloro activo disminuye a menos del 60 4 En concentraciones superiores al 10 el hipoclorito de sodio es inestable 5 CLORID SA Cataacutelogo de los productos Se disuelven 1000 gramos de sal en 30 litros de agua y se hace pasar la corriente eleacutectrica durante 24 horas La concentracioacuten de 1 equivale a 10000 mgl o gm3 6 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg 13 y 14 Guatemala

9

3 Cloracioacuten a punto de quiebre

44 Caacutelculo de la cantidad de producto a utilizar en la desinfeccioacuten El caacutelculo de la cantidad de reactivo a utilizar estaacute en funcioacuten del caudal de agua en la planta de la dosis de cloro a obtener en el agua de distribucioacuten y de la concentracioacuten de cloro activo en el producto que se utilice

CAcQdiacuteareactivog _486_ = Donde Q caudal del suministro en litros por segundo (ls) c concentracioacuten de cloro en el agua (gm3)7

CA porcentaje de cloro activo en el reactivo utilizado La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis8 de la sal comuacuten arroja para cada equipo en particular una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final en gramos por litro de solucioacuten al cabo de un nuacutemero determinado de horas En este caso se calcula los voluacutemenes parciales de la solucioacuten obtenida a mezclar en el volumen total del tanque hipoclorador en funcioacuten de la concentracioacuten a obtener en eacuteste Cada diacutea el hipoclorito de sodio producido pierde 075 gramos de cloro activo

equiposollggmglorhipocloradVollmgorhipocloradsolConcequiposoll

__)_(1000)_(_)_(____ =

Donde l_sol_equipo litros de solucioacuten a utilizar por diacutea (l)

Con_sol_hipoclorador mgl de concentracioacuten de cloro en el agua del tanque hipoclorador (mgl)

gl_sol_equipo concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten (gl) Para todos los casos si el suministro de agua opera por horas hay que considerar la proporcionalidad correspondiente 441 Correccioacuten del volumen de solucioacuten por la inestabilidad del producto La solucioacuten producida por equipos de electrolisis de sal comuacuten en sitio es inestable y se pierde a una tasa de 075 gramos de cloro activo por diacutea (incluso mayor en climas tropicales) Se debe

7 El factor 864 convierte el caudal de ls a m3diacutea Por ello se sugiere utilizar las unidades de concentracioacuten gm3 si bien equivalen a mgl 8 En el Anexo D se incluyen conceptos y leyes baacutesicas relacionadas con la electrolisis y la electroquiacutemica

10

elaborar una tabla que permita corregir el volumen de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida en funcioacuten de la peacuterdida de cloro activo 442 Instalacioacuten de los equipos de electrolisis de sal comuacuten En el caso de equipos de electrolisis de sal comuacuten es importante que el sitio de su instalacioacuten sea ventilado Antes de trasvasar el volumen diario de solucioacuten clorada al tanque hipoclorador es importante facilitar previamente una buena ventilacioacuten destapar el tanque de electrolisis y posibilitar que el cloro gaseoso atrapado se disipe 443 Limpieza y mantenimiento del electrodo El electrodo generador debe ser limpiado despueacutes de cada uso Los equipos generadores cuentan con un recipiente de almacenamiento para el propoacutesito el cual se llena con vinagre blanco puro o con una solucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico o aacutecido muriaacutetico al 5 de concentracioacuten Concentraciones mayores pueden dantildear al electrodo El electrodo generador debe ser lavado con agua pura libre de cloro antes y despueacutes de su inmersioacuten en el recipiente de almacenamiento No debe estar conectado antes de sumergirlo en la solucioacuten de salmuera y debe desactivarse antes de introducirlo en el recipiente de almacenamiento El tiempo de inmersioacuten recomendado es de 15 minutos (puede variar seguacuten las recomendaciones de cada fabricante) Bajo ninguacuten concepto se debe poner en contacto el aacutecido de limpieza con la solucioacuten de hipoclorito de sodio 45 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada se puede determinar mediante la siguiente relacioacuten

QCc

cC

Qq 1

1

10001

1000cong

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=

4 Caudal a dosificar de la solucioacuten de cloro

Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (mls) C concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador (0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada en el agua de distribucioacuten (mgl) El caudal calibrado para la solucioacuten clorada (q) es independiente del caudal aforado en la planta (Q) siempre que se ajuste diariamente la concentracioacuten del reactivo en el tanque hipoclorador (C) El procedimiento consiste en ajustar el goteo de la solucioacuten clorada para llenar un volumen de control en un tiempo determinado El caudal de solucioacuten de cloro es caracteriacutestico para cada concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador y en el agua a desinfectar El caacutelculo se realiza con la siguiente expresioacuten

)_()_(_)_(_

smlqmlcontrolVolsllenadot =

11

Donde t_llenado Tiempo de llenado del volumen de control (s) Vol_control Volumen de control (ml) q Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) Es fundamental que los tanques hipocloradores a gravedad cuenten con un dispositivo de dosificacioacuten con altura constante Cuando se utilizan bombas dosificadoras (en sistemas un poco mayores) son vaacutelidos los mismos criterios pues con ellos se puede verificar la calibracioacuten de los equipos 46 El aforo quiacutemico El aforo quiacutemico aprovecha un trazador quiacutemico sustancia (soluto) aplica en un punto de un curso de agua o de la planta de potabilizacioacuten en una solucioacuten conocida El trazador formaraacute con el agua una solucioacuten diluida En un punto distante del lugar de aplicacioacuten se determina la concentracioacuten de la solucioacuten diluida Mediante la diferencia de concentracioacuten es posible calcular el solvente adicional que constituye el caudal de agua en cuestioacuten (del riacuteo o de la planta de tratamiento) El meacutetodo se explica con detalle con base a su adaptacioacuten para utilizar cloro en el Anexo E

12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES

51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares Sensibilidad significa (4) Grado o medida de la eficacia de ciertos aparatos cientiacuteficos oacutepticos etc o tambieacuten (5) Capacidad de respuesta a muy pequentildeas excitaciones estiacutemulos o causas9 Si un instrumento de medida como un vertedero tiene mayor sensibilidad para pequentildeas variaciones de caudal seraacute maacutes exacto para los propoacutesitos de la operacioacuten de un sistema de agua potable En funcioacuten de la magnitud del caudal a aforar el aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular puede ser variado Usualmente se utiliza aacutengulos de 90ordm pero se obtendraacute mayor resolucioacuten para pequentildeos caudales si el aacutengulo de la escotadura se disminuye Valores probables a asumir para dicho aacutengulo son 225ordm 30ordm 45ordm 60ordm 90ordm 120ordm 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables La sistematizacioacuten de las foacutermulas hidraacuteulicas en hojas de caacutelculo permite al ingeniero civil obtener tablas de valores que permiten al operador determinar el caudal una vez que haya medido la carga de agua La columna izquierda registra la medida de la carga de agua con una precisioacuten de centiacutemetros (expresados en m) La fila superior permite agregar fracciones de miliacutemetros (expresados en m) que el operador podraacute apreciar en sus mediciones En el cruce de la fila y la columna correspondientes se mide el caudal que se va a desinfectar A continuacioacuten constan las tablas de valores para valores variables del aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 000 000 001 001 001 001 001 001 001002 002 002 002 002 003 003 003 003 004 004003 005 005 005 006 006 007 007 008 008 009

004 009 010 010 011 012 012 013 014 014 015005 016 017 017 018 019 020 021 022 023 024006 025 026 027 028 029 030 031 033 034 035007 036 038 039 040 042 043 045 046 048 049008 051 052 054 056 057 059 061 062 064 066009 068 070 072 074 076 078 080 082 084 086010 088 090 092 095 097 099 102 104 107 109011 111 114 117 119 122 124 127 130 133 135012 138 141 144 147 150 153 156 159 162 165013 169 172 175 179 182 185 189 192 196 199014 203 206 210 214 217 221 225 229 233 237015 241 245 249 253 257 261 265 269 274 278016 282 287 291 296 300 305 309 314 319 323

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 225 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

4 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 225ordm

9 Entre pareacutentesis el nuacutemero de la acepcioacuten que consta en la Vigeacutesimo segunda edicioacuten del Diccionario de la Lengua Espantildeola Real Academia Espantildeola 2001 volumen 9 paacutegina 1390

13

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

212 El aforo aacuterea ndash velocidad Se fundamenta en la determinacioacuten del aacuterea o seccioacuten media mojada A (m2) por donde circula el agua con una velocidad media υ (ms) Se aplica en bull Canales de seccioacuten regular

o Se determina la velocidad mediante molinetes o flotadores Los molinetes tienen ecuaciones de calibracioacuten y el resultado es bastante

exacto Si se utilizan flotadores de preferencia lastrados se promedian los

cocientes de la longitud respecto al tiempo de travesiacutea para obtener la velocidad y este valor se multiplica por el del aacuterea mojada afectado por un valor de correccioacuten que variacutea entre 060 y 080

bull Tuberiacuteas de entrada o de salida de unidades de la planta bull Tuberiacuteas con salida vertical (altura del chorro de agua) Las aplicaciones para tuberiacuteas de entrada o salida de unidades de la planta o para tuberiacuteas con salida vertical se desarrollan en el Anexo C 213 El aforo quiacutemico Se basa en la alimentacioacuten instantaacutenea o sostenida de un elemento quiacutemico que actuacutea como trazador La concentracioacuten de dicho elemento se determina en forma previa y posterior a la dosificacioacuten Su discusioacuten se realiza conjuntamente con la cloracioacuten maacutes adelante

3 EL AFORO DEL CAUDAL EN POZOS2 Se puede efectuar mediante aforos volumeacutetricos contando con un tanque de 55 galones (2082 litros) Durante el bombeo se posibilita el llenado del tanque y se mide el tiempo transcurrido para el propoacutesito El volumen obtenido se divide para el tiempo que tomoacute el llenado y se obtiene el caudal de bombeo A partir de las investigaciones hidrogeoloacutegicas durante la perforacioacuten del pozo y el bombeo de prueba se necesitan perforaciones de pozos de observacioacuten donde se puedan medir los descensos del nivel durante el bombeo Entonces es posible aplicar foacutermulas maacutes complejas como las de Thiem Para pozos artesianos (surgentes)

1

2

12

log3032

)(2

rrsskmQ minus

=π

Para pozos con nivel freaacutetico

1

2

21

22

log3032

)()(

rr

smsmkQ minusminusminus= π

2 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea paacuteg 318 OPSCEPISPUB0276 Lima 2002

8

Donde Q caudal del pozo K permeabilidad del acuiacutefero

s1 s2 abatimientos o descensos del nivel del agua verificados en pozos de observacioacuten

r1 r2 distancia de los pozos de observacioacuten respecto al pozo de bombeo

4 LA DESINFECCIOacuteN DEL AGUA CON CLORO 41 Productos quiacutemicos maacutes utilizados Los productos quiacutemicos maacutes utilizados en el caso particular de las Juntas Administradoras de Agua Potable y Saneamiento (JAAPS) son los siguientes bull Hipoclorito de calcio HTH que viene en presentacioacuten granular a una concentracioacuten del

653 en tanques de 225 y 45 kilogramos bull Hipoclorito de sodio generalmente obtenido mediante sistemas de electrolisis en sitio

mediante la disolucioacuten de sal en agua y el paso de corriente eleacutectrica La concentracioacuten de cloro activo es variable del 01 al 06 Los equipos fabricados en el Ecuador de acuerdo con datos de uno de los fabricantes entregan una solucioacuten de hipoclorito de sodio con una concentracioacuten de 1254 5

42 Verificacioacuten del porcentaje de cloro activo en los productos Es recomendable verificar el porcentaje de cloro activo en los productos quiacutemicos que se utilice Los meacutetodos maacutes utilizados son6 bull El meacutetodo iodomeacutetrico (considerado maacutes exacto) bull El meacutetodo de disolucioacuten (faacutecil de aplicar y que utiliza el comparador de cloro con tabletas

de DPD) Los meacutetodos antes citados se describen en el Anexo D 43 Modalidades de cloracioacuten La dosificacioacuten de cloro se puede hacer en tres modalidades bull Cloracioacuten marginal que mantiene un nivel de cloro residual pequentildeo (asymp02 mgl) sin

considerar si el residuo estaacute en forma de cloro combinado o cloro residual bull Cloracioacuten residual combinada aprovechando el nitroacutegeno amoniacal existente en el agua o

agregaacutendolo para que reaccione con el cloro y forme cloraminas bull Cloracioacuten residual libre en la cual mediante una super - cloracioacuten se induce la destruccioacuten

del cloro combinado y se obtienen residuales de cloro libre como se explica en el graacutefico

3 La literatura teacutecnica refiere 70 (AWWA Control de calidad y tratamiento del agua paacuteg 648) Determinaciones analiacuteticas en laboratorios quiacutemicos arrojan concentraciones efectivas entre 65 y 66 para hipoclorito de calcio de reciente fabricacioacuten Cuando el reactivo es guardado largo tiempo a veces en malas condiciones la concentracioacuten del cloro activo disminuye a menos del 60 4 En concentraciones superiores al 10 el hipoclorito de sodio es inestable 5 CLORID SA Cataacutelogo de los productos Se disuelven 1000 gramos de sal en 30 litros de agua y se hace pasar la corriente eleacutectrica durante 24 horas La concentracioacuten de 1 equivale a 10000 mgl o gm3 6 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg 13 y 14 Guatemala

9

3 Cloracioacuten a punto de quiebre

44 Caacutelculo de la cantidad de producto a utilizar en la desinfeccioacuten El caacutelculo de la cantidad de reactivo a utilizar estaacute en funcioacuten del caudal de agua en la planta de la dosis de cloro a obtener en el agua de distribucioacuten y de la concentracioacuten de cloro activo en el producto que se utilice

CAcQdiacuteareactivog _486_ = Donde Q caudal del suministro en litros por segundo (ls) c concentracioacuten de cloro en el agua (gm3)7

CA porcentaje de cloro activo en el reactivo utilizado La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis8 de la sal comuacuten arroja para cada equipo en particular una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final en gramos por litro de solucioacuten al cabo de un nuacutemero determinado de horas En este caso se calcula los voluacutemenes parciales de la solucioacuten obtenida a mezclar en el volumen total del tanque hipoclorador en funcioacuten de la concentracioacuten a obtener en eacuteste Cada diacutea el hipoclorito de sodio producido pierde 075 gramos de cloro activo

equiposollggmglorhipocloradVollmgorhipocloradsolConcequiposoll

__)_(1000)_(_)_(____ =

Donde l_sol_equipo litros de solucioacuten a utilizar por diacutea (l)

Con_sol_hipoclorador mgl de concentracioacuten de cloro en el agua del tanque hipoclorador (mgl)

gl_sol_equipo concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten (gl) Para todos los casos si el suministro de agua opera por horas hay que considerar la proporcionalidad correspondiente 441 Correccioacuten del volumen de solucioacuten por la inestabilidad del producto La solucioacuten producida por equipos de electrolisis de sal comuacuten en sitio es inestable y se pierde a una tasa de 075 gramos de cloro activo por diacutea (incluso mayor en climas tropicales) Se debe

7 El factor 864 convierte el caudal de ls a m3diacutea Por ello se sugiere utilizar las unidades de concentracioacuten gm3 si bien equivalen a mgl 8 En el Anexo D se incluyen conceptos y leyes baacutesicas relacionadas con la electrolisis y la electroquiacutemica

10

elaborar una tabla que permita corregir el volumen de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida en funcioacuten de la peacuterdida de cloro activo 442 Instalacioacuten de los equipos de electrolisis de sal comuacuten En el caso de equipos de electrolisis de sal comuacuten es importante que el sitio de su instalacioacuten sea ventilado Antes de trasvasar el volumen diario de solucioacuten clorada al tanque hipoclorador es importante facilitar previamente una buena ventilacioacuten destapar el tanque de electrolisis y posibilitar que el cloro gaseoso atrapado se disipe 443 Limpieza y mantenimiento del electrodo El electrodo generador debe ser limpiado despueacutes de cada uso Los equipos generadores cuentan con un recipiente de almacenamiento para el propoacutesito el cual se llena con vinagre blanco puro o con una solucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico o aacutecido muriaacutetico al 5 de concentracioacuten Concentraciones mayores pueden dantildear al electrodo El electrodo generador debe ser lavado con agua pura libre de cloro antes y despueacutes de su inmersioacuten en el recipiente de almacenamiento No debe estar conectado antes de sumergirlo en la solucioacuten de salmuera y debe desactivarse antes de introducirlo en el recipiente de almacenamiento El tiempo de inmersioacuten recomendado es de 15 minutos (puede variar seguacuten las recomendaciones de cada fabricante) Bajo ninguacuten concepto se debe poner en contacto el aacutecido de limpieza con la solucioacuten de hipoclorito de sodio 45 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada se puede determinar mediante la siguiente relacioacuten

QCc

cC

Qq 1

1

10001

1000cong

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=

4 Caudal a dosificar de la solucioacuten de cloro

Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (mls) C concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador (0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada en el agua de distribucioacuten (mgl) El caudal calibrado para la solucioacuten clorada (q) es independiente del caudal aforado en la planta (Q) siempre que se ajuste diariamente la concentracioacuten del reactivo en el tanque hipoclorador (C) El procedimiento consiste en ajustar el goteo de la solucioacuten clorada para llenar un volumen de control en un tiempo determinado El caudal de solucioacuten de cloro es caracteriacutestico para cada concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador y en el agua a desinfectar El caacutelculo se realiza con la siguiente expresioacuten

)_()_(_)_(_

smlqmlcontrolVolsllenadot =

11

Donde t_llenado Tiempo de llenado del volumen de control (s) Vol_control Volumen de control (ml) q Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) Es fundamental que los tanques hipocloradores a gravedad cuenten con un dispositivo de dosificacioacuten con altura constante Cuando se utilizan bombas dosificadoras (en sistemas un poco mayores) son vaacutelidos los mismos criterios pues con ellos se puede verificar la calibracioacuten de los equipos 46 El aforo quiacutemico El aforo quiacutemico aprovecha un trazador quiacutemico sustancia (soluto) aplica en un punto de un curso de agua o de la planta de potabilizacioacuten en una solucioacuten conocida El trazador formaraacute con el agua una solucioacuten diluida En un punto distante del lugar de aplicacioacuten se determina la concentracioacuten de la solucioacuten diluida Mediante la diferencia de concentracioacuten es posible calcular el solvente adicional que constituye el caudal de agua en cuestioacuten (del riacuteo o de la planta de tratamiento) El meacutetodo se explica con detalle con base a su adaptacioacuten para utilizar cloro en el Anexo E

12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES

51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares Sensibilidad significa (4) Grado o medida de la eficacia de ciertos aparatos cientiacuteficos oacutepticos etc o tambieacuten (5) Capacidad de respuesta a muy pequentildeas excitaciones estiacutemulos o causas9 Si un instrumento de medida como un vertedero tiene mayor sensibilidad para pequentildeas variaciones de caudal seraacute maacutes exacto para los propoacutesitos de la operacioacuten de un sistema de agua potable En funcioacuten de la magnitud del caudal a aforar el aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular puede ser variado Usualmente se utiliza aacutengulos de 90ordm pero se obtendraacute mayor resolucioacuten para pequentildeos caudales si el aacutengulo de la escotadura se disminuye Valores probables a asumir para dicho aacutengulo son 225ordm 30ordm 45ordm 60ordm 90ordm 120ordm 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables La sistematizacioacuten de las foacutermulas hidraacuteulicas en hojas de caacutelculo permite al ingeniero civil obtener tablas de valores que permiten al operador determinar el caudal una vez que haya medido la carga de agua La columna izquierda registra la medida de la carga de agua con una precisioacuten de centiacutemetros (expresados en m) La fila superior permite agregar fracciones de miliacutemetros (expresados en m) que el operador podraacute apreciar en sus mediciones En el cruce de la fila y la columna correspondientes se mide el caudal que se va a desinfectar A continuacioacuten constan las tablas de valores para valores variables del aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 000 000 001 001 001 001 001 001 001002 002 002 002 002 003 003 003 003 004 004003 005 005 005 006 006 007 007 008 008 009

004 009 010 010 011 012 012 013 014 014 015005 016 017 017 018 019 020 021 022 023 024006 025 026 027 028 029 030 031 033 034 035007 036 038 039 040 042 043 045 046 048 049008 051 052 054 056 057 059 061 062 064 066009 068 070 072 074 076 078 080 082 084 086010 088 090 092 095 097 099 102 104 107 109011 111 114 117 119 122 124 127 130 133 135012 138 141 144 147 150 153 156 159 162 165013 169 172 175 179 182 185 189 192 196 199014 203 206 210 214 217 221 225 229 233 237015 241 245 249 253 257 261 265 269 274 278016 282 287 291 296 300 305 309 314 319 323

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 225 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

4 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 225ordm

9 Entre pareacutentesis el nuacutemero de la acepcioacuten que consta en la Vigeacutesimo segunda edicioacuten del Diccionario de la Lengua Espantildeola Real Academia Espantildeola 2001 volumen 9 paacutegina 1390

13

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

Donde Q caudal del pozo K permeabilidad del acuiacutefero

s1 s2 abatimientos o descensos del nivel del agua verificados en pozos de observacioacuten

r1 r2 distancia de los pozos de observacioacuten respecto al pozo de bombeo

4 LA DESINFECCIOacuteN DEL AGUA CON CLORO 41 Productos quiacutemicos maacutes utilizados Los productos quiacutemicos maacutes utilizados en el caso particular de las Juntas Administradoras de Agua Potable y Saneamiento (JAAPS) son los siguientes bull Hipoclorito de calcio HTH que viene en presentacioacuten granular a una concentracioacuten del

653 en tanques de 225 y 45 kilogramos bull Hipoclorito de sodio generalmente obtenido mediante sistemas de electrolisis en sitio

mediante la disolucioacuten de sal en agua y el paso de corriente eleacutectrica La concentracioacuten de cloro activo es variable del 01 al 06 Los equipos fabricados en el Ecuador de acuerdo con datos de uno de los fabricantes entregan una solucioacuten de hipoclorito de sodio con una concentracioacuten de 1254 5

42 Verificacioacuten del porcentaje de cloro activo en los productos Es recomendable verificar el porcentaje de cloro activo en los productos quiacutemicos que se utilice Los meacutetodos maacutes utilizados son6 bull El meacutetodo iodomeacutetrico (considerado maacutes exacto) bull El meacutetodo de disolucioacuten (faacutecil de aplicar y que utiliza el comparador de cloro con tabletas

de DPD) Los meacutetodos antes citados se describen en el Anexo D 43 Modalidades de cloracioacuten La dosificacioacuten de cloro se puede hacer en tres modalidades bull Cloracioacuten marginal que mantiene un nivel de cloro residual pequentildeo (asymp02 mgl) sin

considerar si el residuo estaacute en forma de cloro combinado o cloro residual bull Cloracioacuten residual combinada aprovechando el nitroacutegeno amoniacal existente en el agua o

agregaacutendolo para que reaccione con el cloro y forme cloraminas bull Cloracioacuten residual libre en la cual mediante una super - cloracioacuten se induce la destruccioacuten

del cloro combinado y se obtienen residuales de cloro libre como se explica en el graacutefico

3 La literatura teacutecnica refiere 70 (AWWA Control de calidad y tratamiento del agua paacuteg 648) Determinaciones analiacuteticas en laboratorios quiacutemicos arrojan concentraciones efectivas entre 65 y 66 para hipoclorito de calcio de reciente fabricacioacuten Cuando el reactivo es guardado largo tiempo a veces en malas condiciones la concentracioacuten del cloro activo disminuye a menos del 60 4 En concentraciones superiores al 10 el hipoclorito de sodio es inestable 5 CLORID SA Cataacutelogo de los productos Se disuelven 1000 gramos de sal en 30 litros de agua y se hace pasar la corriente eleacutectrica durante 24 horas La concentracioacuten de 1 equivale a 10000 mgl o gm3 6 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg 13 y 14 Guatemala

9

3 Cloracioacuten a punto de quiebre

44 Caacutelculo de la cantidad de producto a utilizar en la desinfeccioacuten El caacutelculo de la cantidad de reactivo a utilizar estaacute en funcioacuten del caudal de agua en la planta de la dosis de cloro a obtener en el agua de distribucioacuten y de la concentracioacuten de cloro activo en el producto que se utilice

CAcQdiacuteareactivog _486_ = Donde Q caudal del suministro en litros por segundo (ls) c concentracioacuten de cloro en el agua (gm3)7

CA porcentaje de cloro activo en el reactivo utilizado La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis8 de la sal comuacuten arroja para cada equipo en particular una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final en gramos por litro de solucioacuten al cabo de un nuacutemero determinado de horas En este caso se calcula los voluacutemenes parciales de la solucioacuten obtenida a mezclar en el volumen total del tanque hipoclorador en funcioacuten de la concentracioacuten a obtener en eacuteste Cada diacutea el hipoclorito de sodio producido pierde 075 gramos de cloro activo

equiposollggmglorhipocloradVollmgorhipocloradsolConcequiposoll

__)_(1000)_(_)_(____ =

Donde l_sol_equipo litros de solucioacuten a utilizar por diacutea (l)

Con_sol_hipoclorador mgl de concentracioacuten de cloro en el agua del tanque hipoclorador (mgl)

gl_sol_equipo concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten (gl) Para todos los casos si el suministro de agua opera por horas hay que considerar la proporcionalidad correspondiente 441 Correccioacuten del volumen de solucioacuten por la inestabilidad del producto La solucioacuten producida por equipos de electrolisis de sal comuacuten en sitio es inestable y se pierde a una tasa de 075 gramos de cloro activo por diacutea (incluso mayor en climas tropicales) Se debe

7 El factor 864 convierte el caudal de ls a m3diacutea Por ello se sugiere utilizar las unidades de concentracioacuten gm3 si bien equivalen a mgl 8 En el Anexo D se incluyen conceptos y leyes baacutesicas relacionadas con la electrolisis y la electroquiacutemica

10

elaborar una tabla que permita corregir el volumen de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida en funcioacuten de la peacuterdida de cloro activo 442 Instalacioacuten de los equipos de electrolisis de sal comuacuten En el caso de equipos de electrolisis de sal comuacuten es importante que el sitio de su instalacioacuten sea ventilado Antes de trasvasar el volumen diario de solucioacuten clorada al tanque hipoclorador es importante facilitar previamente una buena ventilacioacuten destapar el tanque de electrolisis y posibilitar que el cloro gaseoso atrapado se disipe 443 Limpieza y mantenimiento del electrodo El electrodo generador debe ser limpiado despueacutes de cada uso Los equipos generadores cuentan con un recipiente de almacenamiento para el propoacutesito el cual se llena con vinagre blanco puro o con una solucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico o aacutecido muriaacutetico al 5 de concentracioacuten Concentraciones mayores pueden dantildear al electrodo El electrodo generador debe ser lavado con agua pura libre de cloro antes y despueacutes de su inmersioacuten en el recipiente de almacenamiento No debe estar conectado antes de sumergirlo en la solucioacuten de salmuera y debe desactivarse antes de introducirlo en el recipiente de almacenamiento El tiempo de inmersioacuten recomendado es de 15 minutos (puede variar seguacuten las recomendaciones de cada fabricante) Bajo ninguacuten concepto se debe poner en contacto el aacutecido de limpieza con la solucioacuten de hipoclorito de sodio 45 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada se puede determinar mediante la siguiente relacioacuten

QCc

cC

Qq 1

1

10001

1000cong

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=

4 Caudal a dosificar de la solucioacuten de cloro

Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (mls) C concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador (0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada en el agua de distribucioacuten (mgl) El caudal calibrado para la solucioacuten clorada (q) es independiente del caudal aforado en la planta (Q) siempre que se ajuste diariamente la concentracioacuten del reactivo en el tanque hipoclorador (C) El procedimiento consiste en ajustar el goteo de la solucioacuten clorada para llenar un volumen de control en un tiempo determinado El caudal de solucioacuten de cloro es caracteriacutestico para cada concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador y en el agua a desinfectar El caacutelculo se realiza con la siguiente expresioacuten

)_()_(_)_(_

smlqmlcontrolVolsllenadot =

11

Donde t_llenado Tiempo de llenado del volumen de control (s) Vol_control Volumen de control (ml) q Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) Es fundamental que los tanques hipocloradores a gravedad cuenten con un dispositivo de dosificacioacuten con altura constante Cuando se utilizan bombas dosificadoras (en sistemas un poco mayores) son vaacutelidos los mismos criterios pues con ellos se puede verificar la calibracioacuten de los equipos 46 El aforo quiacutemico El aforo quiacutemico aprovecha un trazador quiacutemico sustancia (soluto) aplica en un punto de un curso de agua o de la planta de potabilizacioacuten en una solucioacuten conocida El trazador formaraacute con el agua una solucioacuten diluida En un punto distante del lugar de aplicacioacuten se determina la concentracioacuten de la solucioacuten diluida Mediante la diferencia de concentracioacuten es posible calcular el solvente adicional que constituye el caudal de agua en cuestioacuten (del riacuteo o de la planta de tratamiento) El meacutetodo se explica con detalle con base a su adaptacioacuten para utilizar cloro en el Anexo E

12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES

51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares Sensibilidad significa (4) Grado o medida de la eficacia de ciertos aparatos cientiacuteficos oacutepticos etc o tambieacuten (5) Capacidad de respuesta a muy pequentildeas excitaciones estiacutemulos o causas9 Si un instrumento de medida como un vertedero tiene mayor sensibilidad para pequentildeas variaciones de caudal seraacute maacutes exacto para los propoacutesitos de la operacioacuten de un sistema de agua potable En funcioacuten de la magnitud del caudal a aforar el aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular puede ser variado Usualmente se utiliza aacutengulos de 90ordm pero se obtendraacute mayor resolucioacuten para pequentildeos caudales si el aacutengulo de la escotadura se disminuye Valores probables a asumir para dicho aacutengulo son 225ordm 30ordm 45ordm 60ordm 90ordm 120ordm 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables La sistematizacioacuten de las foacutermulas hidraacuteulicas en hojas de caacutelculo permite al ingeniero civil obtener tablas de valores que permiten al operador determinar el caudal una vez que haya medido la carga de agua La columna izquierda registra la medida de la carga de agua con una precisioacuten de centiacutemetros (expresados en m) La fila superior permite agregar fracciones de miliacutemetros (expresados en m) que el operador podraacute apreciar en sus mediciones En el cruce de la fila y la columna correspondientes se mide el caudal que se va a desinfectar A continuacioacuten constan las tablas de valores para valores variables del aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 000 000 001 001 001 001 001 001 001002 002 002 002 002 003 003 003 003 004 004003 005 005 005 006 006 007 007 008 008 009

004 009 010 010 011 012 012 013 014 014 015005 016 017 017 018 019 020 021 022 023 024006 025 026 027 028 029 030 031 033 034 035007 036 038 039 040 042 043 045 046 048 049008 051 052 054 056 057 059 061 062 064 066009 068 070 072 074 076 078 080 082 084 086010 088 090 092 095 097 099 102 104 107 109011 111 114 117 119 122 124 127 130 133 135012 138 141 144 147 150 153 156 159 162 165013 169 172 175 179 182 185 189 192 196 199014 203 206 210 214 217 221 225 229 233 237015 241 245 249 253 257 261 265 269 274 278016 282 287 291 296 300 305 309 314 319 323

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 225 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

4 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 225ordm

9 Entre pareacutentesis el nuacutemero de la acepcioacuten que consta en la Vigeacutesimo segunda edicioacuten del Diccionario de la Lengua Espantildeola Real Academia Espantildeola 2001 volumen 9 paacutegina 1390

13

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

3 Cloracioacuten a punto de quiebre

44 Caacutelculo de la cantidad de producto a utilizar en la desinfeccioacuten El caacutelculo de la cantidad de reactivo a utilizar estaacute en funcioacuten del caudal de agua en la planta de la dosis de cloro a obtener en el agua de distribucioacuten y de la concentracioacuten de cloro activo en el producto que se utilice

CAcQdiacuteareactivog _486_ = Donde Q caudal del suministro en litros por segundo (ls) c concentracioacuten de cloro en el agua (gm3)7

CA porcentaje de cloro activo en el reactivo utilizado La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis8 de la sal comuacuten arroja para cada equipo en particular una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final en gramos por litro de solucioacuten al cabo de un nuacutemero determinado de horas En este caso se calcula los voluacutemenes parciales de la solucioacuten obtenida a mezclar en el volumen total del tanque hipoclorador en funcioacuten de la concentracioacuten a obtener en eacuteste Cada diacutea el hipoclorito de sodio producido pierde 075 gramos de cloro activo

equiposollggmglorhipocloradVollmgorhipocloradsolConcequiposoll

__)_(1000)_(_)_(____ =

Donde l_sol_equipo litros de solucioacuten a utilizar por diacutea (l)

Con_sol_hipoclorador mgl de concentracioacuten de cloro en el agua del tanque hipoclorador (mgl)

gl_sol_equipo concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten (gl) Para todos los casos si el suministro de agua opera por horas hay que considerar la proporcionalidad correspondiente 441 Correccioacuten del volumen de solucioacuten por la inestabilidad del producto La solucioacuten producida por equipos de electrolisis de sal comuacuten en sitio es inestable y se pierde a una tasa de 075 gramos de cloro activo por diacutea (incluso mayor en climas tropicales) Se debe

7 El factor 864 convierte el caudal de ls a m3diacutea Por ello se sugiere utilizar las unidades de concentracioacuten gm3 si bien equivalen a mgl 8 En el Anexo D se incluyen conceptos y leyes baacutesicas relacionadas con la electrolisis y la electroquiacutemica

10

elaborar una tabla que permita corregir el volumen de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida en funcioacuten de la peacuterdida de cloro activo 442 Instalacioacuten de los equipos de electrolisis de sal comuacuten En el caso de equipos de electrolisis de sal comuacuten es importante que el sitio de su instalacioacuten sea ventilado Antes de trasvasar el volumen diario de solucioacuten clorada al tanque hipoclorador es importante facilitar previamente una buena ventilacioacuten destapar el tanque de electrolisis y posibilitar que el cloro gaseoso atrapado se disipe 443 Limpieza y mantenimiento del electrodo El electrodo generador debe ser limpiado despueacutes de cada uso Los equipos generadores cuentan con un recipiente de almacenamiento para el propoacutesito el cual se llena con vinagre blanco puro o con una solucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico o aacutecido muriaacutetico al 5 de concentracioacuten Concentraciones mayores pueden dantildear al electrodo El electrodo generador debe ser lavado con agua pura libre de cloro antes y despueacutes de su inmersioacuten en el recipiente de almacenamiento No debe estar conectado antes de sumergirlo en la solucioacuten de salmuera y debe desactivarse antes de introducirlo en el recipiente de almacenamiento El tiempo de inmersioacuten recomendado es de 15 minutos (puede variar seguacuten las recomendaciones de cada fabricante) Bajo ninguacuten concepto se debe poner en contacto el aacutecido de limpieza con la solucioacuten de hipoclorito de sodio 45 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada se puede determinar mediante la siguiente relacioacuten

QCc

cC

Qq 1

1

10001

1000cong

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=

4 Caudal a dosificar de la solucioacuten de cloro

Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (mls) C concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador (0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada en el agua de distribucioacuten (mgl) El caudal calibrado para la solucioacuten clorada (q) es independiente del caudal aforado en la planta (Q) siempre que se ajuste diariamente la concentracioacuten del reactivo en el tanque hipoclorador (C) El procedimiento consiste en ajustar el goteo de la solucioacuten clorada para llenar un volumen de control en un tiempo determinado El caudal de solucioacuten de cloro es caracteriacutestico para cada concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador y en el agua a desinfectar El caacutelculo se realiza con la siguiente expresioacuten

)_()_(_)_(_

smlqmlcontrolVolsllenadot =

11

Donde t_llenado Tiempo de llenado del volumen de control (s) Vol_control Volumen de control (ml) q Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) Es fundamental que los tanques hipocloradores a gravedad cuenten con un dispositivo de dosificacioacuten con altura constante Cuando se utilizan bombas dosificadoras (en sistemas un poco mayores) son vaacutelidos los mismos criterios pues con ellos se puede verificar la calibracioacuten de los equipos 46 El aforo quiacutemico El aforo quiacutemico aprovecha un trazador quiacutemico sustancia (soluto) aplica en un punto de un curso de agua o de la planta de potabilizacioacuten en una solucioacuten conocida El trazador formaraacute con el agua una solucioacuten diluida En un punto distante del lugar de aplicacioacuten se determina la concentracioacuten de la solucioacuten diluida Mediante la diferencia de concentracioacuten es posible calcular el solvente adicional que constituye el caudal de agua en cuestioacuten (del riacuteo o de la planta de tratamiento) El meacutetodo se explica con detalle con base a su adaptacioacuten para utilizar cloro en el Anexo E

12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES

51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares Sensibilidad significa (4) Grado o medida de la eficacia de ciertos aparatos cientiacuteficos oacutepticos etc o tambieacuten (5) Capacidad de respuesta a muy pequentildeas excitaciones estiacutemulos o causas9 Si un instrumento de medida como un vertedero tiene mayor sensibilidad para pequentildeas variaciones de caudal seraacute maacutes exacto para los propoacutesitos de la operacioacuten de un sistema de agua potable En funcioacuten de la magnitud del caudal a aforar el aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular puede ser variado Usualmente se utiliza aacutengulos de 90ordm pero se obtendraacute mayor resolucioacuten para pequentildeos caudales si el aacutengulo de la escotadura se disminuye Valores probables a asumir para dicho aacutengulo son 225ordm 30ordm 45ordm 60ordm 90ordm 120ordm 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables La sistematizacioacuten de las foacutermulas hidraacuteulicas en hojas de caacutelculo permite al ingeniero civil obtener tablas de valores que permiten al operador determinar el caudal una vez que haya medido la carga de agua La columna izquierda registra la medida de la carga de agua con una precisioacuten de centiacutemetros (expresados en m) La fila superior permite agregar fracciones de miliacutemetros (expresados en m) que el operador podraacute apreciar en sus mediciones En el cruce de la fila y la columna correspondientes se mide el caudal que se va a desinfectar A continuacioacuten constan las tablas de valores para valores variables del aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 000 000 001 001 001 001 001 001 001002 002 002 002 002 003 003 003 003 004 004003 005 005 005 006 006 007 007 008 008 009

004 009 010 010 011 012 012 013 014 014 015005 016 017 017 018 019 020 021 022 023 024006 025 026 027 028 029 030 031 033 034 035007 036 038 039 040 042 043 045 046 048 049008 051 052 054 056 057 059 061 062 064 066009 068 070 072 074 076 078 080 082 084 086010 088 090 092 095 097 099 102 104 107 109011 111 114 117 119 122 124 127 130 133 135012 138 141 144 147 150 153 156 159 162 165013 169 172 175 179 182 185 189 192 196 199014 203 206 210 214 217 221 225 229 233 237015 241 245 249 253 257 261 265 269 274 278016 282 287 291 296 300 305 309 314 319 323

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 225 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

4 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 225ordm

9 Entre pareacutentesis el nuacutemero de la acepcioacuten que consta en la Vigeacutesimo segunda edicioacuten del Diccionario de la Lengua Espantildeola Real Academia Espantildeola 2001 volumen 9 paacutegina 1390

13

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

elaborar una tabla que permita corregir el volumen de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida en funcioacuten de la peacuterdida de cloro activo 442 Instalacioacuten de los equipos de electrolisis de sal comuacuten En el caso de equipos de electrolisis de sal comuacuten es importante que el sitio de su instalacioacuten sea ventilado Antes de trasvasar el volumen diario de solucioacuten clorada al tanque hipoclorador es importante facilitar previamente una buena ventilacioacuten destapar el tanque de electrolisis y posibilitar que el cloro gaseoso atrapado se disipe 443 Limpieza y mantenimiento del electrodo El electrodo generador debe ser limpiado despueacutes de cada uso Los equipos generadores cuentan con un recipiente de almacenamiento para el propoacutesito el cual se llena con vinagre blanco puro o con una solucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico o aacutecido muriaacutetico al 5 de concentracioacuten Concentraciones mayores pueden dantildear al electrodo El electrodo generador debe ser lavado con agua pura libre de cloro antes y despueacutes de su inmersioacuten en el recipiente de almacenamiento No debe estar conectado antes de sumergirlo en la solucioacuten de salmuera y debe desactivarse antes de introducirlo en el recipiente de almacenamiento El tiempo de inmersioacuten recomendado es de 15 minutos (puede variar seguacuten las recomendaciones de cada fabricante) Bajo ninguacuten concepto se debe poner en contacto el aacutecido de limpieza con la solucioacuten de hipoclorito de sodio 45 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada se puede determinar mediante la siguiente relacioacuten

QCc

cC

Qq 1

1

10001

1000cong

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=

4 Caudal a dosificar de la solucioacuten de cloro

Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (mls) C concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador (0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada en el agua de distribucioacuten (mgl) El caudal calibrado para la solucioacuten clorada (q) es independiente del caudal aforado en la planta (Q) siempre que se ajuste diariamente la concentracioacuten del reactivo en el tanque hipoclorador (C) El procedimiento consiste en ajustar el goteo de la solucioacuten clorada para llenar un volumen de control en un tiempo determinado El caudal de solucioacuten de cloro es caracteriacutestico para cada concentracioacuten de cloro en el tanque hipoclorador y en el agua a desinfectar El caacutelculo se realiza con la siguiente expresioacuten

)_()_(_)_(_

smlqmlcontrolVolsllenadot =

11

Donde t_llenado Tiempo de llenado del volumen de control (s) Vol_control Volumen de control (ml) q Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) Es fundamental que los tanques hipocloradores a gravedad cuenten con un dispositivo de dosificacioacuten con altura constante Cuando se utilizan bombas dosificadoras (en sistemas un poco mayores) son vaacutelidos los mismos criterios pues con ellos se puede verificar la calibracioacuten de los equipos 46 El aforo quiacutemico El aforo quiacutemico aprovecha un trazador quiacutemico sustancia (soluto) aplica en un punto de un curso de agua o de la planta de potabilizacioacuten en una solucioacuten conocida El trazador formaraacute con el agua una solucioacuten diluida En un punto distante del lugar de aplicacioacuten se determina la concentracioacuten de la solucioacuten diluida Mediante la diferencia de concentracioacuten es posible calcular el solvente adicional que constituye el caudal de agua en cuestioacuten (del riacuteo o de la planta de tratamiento) El meacutetodo se explica con detalle con base a su adaptacioacuten para utilizar cloro en el Anexo E

12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES

51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares Sensibilidad significa (4) Grado o medida de la eficacia de ciertos aparatos cientiacuteficos oacutepticos etc o tambieacuten (5) Capacidad de respuesta a muy pequentildeas excitaciones estiacutemulos o causas9 Si un instrumento de medida como un vertedero tiene mayor sensibilidad para pequentildeas variaciones de caudal seraacute maacutes exacto para los propoacutesitos de la operacioacuten de un sistema de agua potable En funcioacuten de la magnitud del caudal a aforar el aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular puede ser variado Usualmente se utiliza aacutengulos de 90ordm pero se obtendraacute mayor resolucioacuten para pequentildeos caudales si el aacutengulo de la escotadura se disminuye Valores probables a asumir para dicho aacutengulo son 225ordm 30ordm 45ordm 60ordm 90ordm 120ordm 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables La sistematizacioacuten de las foacutermulas hidraacuteulicas en hojas de caacutelculo permite al ingeniero civil obtener tablas de valores que permiten al operador determinar el caudal una vez que haya medido la carga de agua La columna izquierda registra la medida de la carga de agua con una precisioacuten de centiacutemetros (expresados en m) La fila superior permite agregar fracciones de miliacutemetros (expresados en m) que el operador podraacute apreciar en sus mediciones En el cruce de la fila y la columna correspondientes se mide el caudal que se va a desinfectar A continuacioacuten constan las tablas de valores para valores variables del aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 000 000 001 001 001 001 001 001 001002 002 002 002 002 003 003 003 003 004 004003 005 005 005 006 006 007 007 008 008 009

004 009 010 010 011 012 012 013 014 014 015005 016 017 017 018 019 020 021 022 023 024006 025 026 027 028 029 030 031 033 034 035007 036 038 039 040 042 043 045 046 048 049008 051 052 054 056 057 059 061 062 064 066009 068 070 072 074 076 078 080 082 084 086010 088 090 092 095 097 099 102 104 107 109011 111 114 117 119 122 124 127 130 133 135012 138 141 144 147 150 153 156 159 162 165013 169 172 175 179 182 185 189 192 196 199014 203 206 210 214 217 221 225 229 233 237015 241 245 249 253 257 261 265 269 274 278016 282 287 291 296 300 305 309 314 319 323

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 225 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

4 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 225ordm

9 Entre pareacutentesis el nuacutemero de la acepcioacuten que consta en la Vigeacutesimo segunda edicioacuten del Diccionario de la Lengua Espantildeola Real Academia Espantildeola 2001 volumen 9 paacutegina 1390

13

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

Donde t_llenado Tiempo de llenado del volumen de control (s) Vol_control Volumen de control (ml) q Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) Es fundamental que los tanques hipocloradores a gravedad cuenten con un dispositivo de dosificacioacuten con altura constante Cuando se utilizan bombas dosificadoras (en sistemas un poco mayores) son vaacutelidos los mismos criterios pues con ellos se puede verificar la calibracioacuten de los equipos 46 El aforo quiacutemico El aforo quiacutemico aprovecha un trazador quiacutemico sustancia (soluto) aplica en un punto de un curso de agua o de la planta de potabilizacioacuten en una solucioacuten conocida El trazador formaraacute con el agua una solucioacuten diluida En un punto distante del lugar de aplicacioacuten se determina la concentracioacuten de la solucioacuten diluida Mediante la diferencia de concentracioacuten es posible calcular el solvente adicional que constituye el caudal de agua en cuestioacuten (del riacuteo o de la planta de tratamiento) El meacutetodo se explica con detalle con base a su adaptacioacuten para utilizar cloro en el Anexo E

12

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES

51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares Sensibilidad significa (4) Grado o medida de la eficacia de ciertos aparatos cientiacuteficos oacutepticos etc o tambieacuten (5) Capacidad de respuesta a muy pequentildeas excitaciones estiacutemulos o causas9 Si un instrumento de medida como un vertedero tiene mayor sensibilidad para pequentildeas variaciones de caudal seraacute maacutes exacto para los propoacutesitos de la operacioacuten de un sistema de agua potable En funcioacuten de la magnitud del caudal a aforar el aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular puede ser variado Usualmente se utiliza aacutengulos de 90ordm pero se obtendraacute mayor resolucioacuten para pequentildeos caudales si el aacutengulo de la escotadura se disminuye Valores probables a asumir para dicho aacutengulo son 225ordm 30ordm 45ordm 60ordm 90ordm 120ordm 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables La sistematizacioacuten de las foacutermulas hidraacuteulicas en hojas de caacutelculo permite al ingeniero civil obtener tablas de valores que permiten al operador determinar el caudal una vez que haya medido la carga de agua La columna izquierda registra la medida de la carga de agua con una precisioacuten de centiacutemetros (expresados en m) La fila superior permite agregar fracciones de miliacutemetros (expresados en m) que el operador podraacute apreciar en sus mediciones En el cruce de la fila y la columna correspondientes se mide el caudal que se va a desinfectar A continuacioacuten constan las tablas de valores para valores variables del aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 000 000 001 001 001 001 001 001 001002 002 002 002 002 003 003 003 003 004 004003 005 005 005 006 006 007 007 008 008 009

004 009 010 010 011 012 012 013 014 014 015005 016 017 017 018 019 020 021 022 023 024006 025 026 027 028 029 030 031 033 034 035007 036 038 039 040 042 043 045 046 048 049008 051 052 054 056 057 059 061 062 064 066009 068 070 072 074 076 078 080 082 084 086010 088 090 092 095 097 099 102 104 107 109011 111 114 117 119 122 124 127 130 133 135012 138 141 144 147 150 153 156 159 162 165013 169 172 175 179 182 185 189 192 196 199014 203 206 210 214 217 221 225 229 233 237015 241 245 249 253 257 261 265 269 274 278016 282 287 291 296 300 305 309 314 319 323

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 225 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

4 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 225ordm

9 Entre pareacutentesis el nuacutemero de la acepcioacuten que consta en la Vigeacutesimo segunda edicioacuten del Diccionario de la Lengua Espantildeola Real Academia Espantildeola 2001 volumen 9 paacutegina 1390

13

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

5 ANEXO A CARACTERIacuteSTICAS DE LOS VERTEDEROS TRIANGULARES

51 Sensibilidad de medida de los vertederos triangulares Sensibilidad significa (4) Grado o medida de la eficacia de ciertos aparatos cientiacuteficos oacutepticos etc o tambieacuten (5) Capacidad de respuesta a muy pequentildeas excitaciones estiacutemulos o causas9 Si un instrumento de medida como un vertedero tiene mayor sensibilidad para pequentildeas variaciones de caudal seraacute maacutes exacto para los propoacutesitos de la operacioacuten de un sistema de agua potable En funcioacuten de la magnitud del caudal a aforar el aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular puede ser variado Usualmente se utiliza aacutengulos de 90ordm pero se obtendraacute mayor resolucioacuten para pequentildeos caudales si el aacutengulo de la escotadura se disminuye Valores probables a asumir para dicho aacutengulo son 225ordm 30ordm 45ordm 60ordm 90ordm 120ordm 52 Desarrollo de tablas de valores para aacutengulos variables La sistematizacioacuten de las foacutermulas hidraacuteulicas en hojas de caacutelculo permite al ingeniero civil obtener tablas de valores que permiten al operador determinar el caudal una vez que haya medido la carga de agua La columna izquierda registra la medida de la carga de agua con una precisioacuten de centiacutemetros (expresados en m) La fila superior permite agregar fracciones de miliacutemetros (expresados en m) que el operador podraacute apreciar en sus mediciones En el cruce de la fila y la columna correspondientes se mide el caudal que se va a desinfectar A continuacioacuten constan las tablas de valores para valores variables del aacutengulo de la escotadura inferior del vertedero triangular

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 000 000 001 001 001 001 001 001 001002 002 002 002 002 003 003 003 003 004 004003 005 005 005 006 006 007 007 008 008 009

004 009 010 010 011 012 012 013 014 014 015005 016 017 017 018 019 020 021 022 023 024006 025 026 027 028 029 030 031 033 034 035007 036 038 039 040 042 043 045 046 048 049008 051 052 054 056 057 059 061 062 064 066009 068 070 072 074 076 078 080 082 084 086010 088 090 092 095 097 099 102 104 107 109011 111 114 117 119 122 124 127 130 133 135012 138 141 144 147 150 153 156 159 162 165013 169 172 175 179 182 185 189 192 196 199014 203 206 210 214 217 221 225 229 233 237015 241 245 249 253 257 261 265 269 274 278016 282 287 291 296 300 305 309 314 319 323

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 225 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

4 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 225ordm

9 Entre pareacutentesis el nuacutemero de la acepcioacuten que consta en la Vigeacutesimo segunda edicioacuten del Diccionario de la Lengua Espantildeola Real Academia Espantildeola 2001 volumen 9 paacutegina 1390

13

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

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Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 000 001 001 001 001 001 001 002 002 002002 002 003 003 003 004 004 004 005 005 006003 006 007 007 008 008 009 010 010 011 012

004 012 013 014 015 016 016 017 018 019 020005 021 022 024 025 026 027 028 030 031 032006 034 035 036 038 039 041 042 044 046 047007 049 051 053 054 056 058 060 062 064 066008 068 070 073 075 077 079 082 084 086 089009 091 094 096 099 102 104 107 110 113 116010 119 122 125 128 131 134 137 140 144 147011 150 154 157 161 164 168 171 175 179 183012 186 190 194 198 202 206 210 214 219 223013 227 232 236 240 245 250 254 259 264 268014 273 278 283 288 293 298 303 308 313 319015 324 329 335 340 346 352 357 363 369 374016 380 386 392 398 404 411 417 423 429 436

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 30 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

5 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 30ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 001 001 002 002 002 003 003002 003 004 004 005 005 006 007 007 008 009003 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018

004 019 020 021 023 024 025 027 028 030 031005 033 035 036 038 040 042 044 046 048 050006 052 054 056 058 061 063 066 068 071 073007 076 079 081 084 087 090 093 096 099 102008 106 109 112 116 119 123 126 130 134 137009 141 145 149 153 157 161 166 170 174 179010 183 188 193 197 202 207 212 217 222 227011 232 237 243 248 254 259 265 271 276 282012 288 294 300 306 312 319 325 332 338 345013 351 358 365 372 379 386 393 400 407 415014 422 430 437 445 453 461 468 476 485 493015 501 509 518 526 535 543 552 561 570 579016 588 597 606 616 625 635 644 654 664 673

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 45 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

6 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 45ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 001 001 001 002 002 002 003 003 004 004002 005 005 006 007 008 008 009 010 011 012003 013 014 015 017 018 019 020 022 023 025

004 027 028 030 032 034 036 037 040 042 044005 046 048 051 053 056 058 061 064 066 069006 072 075 078 081 085 088 091 095 098 102007 106 109 113 117 121 125 130 134 138 143008 147 152 156 161 166 171 176 181 186 191009 197 202 208 214 219 225 231 237 243 249010 256 262 268 275 282 288 295 302 309 316011 324 331 338 346 354 361 369 377 385 393012 401 410 418 427 435 444 453 462 471 480013 490 499 509 518 528 538 548 558 568 578014 588 599 609 620 631 642 653 664 675 687015 698 710 722 733 745 757 770 782 794 807016 819 832 845 858 871 885 898 911 925 939

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 60 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

7 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 60ordm

14

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 002 002 002 003 003 004 005 006 006 007002 008 009 011 012 013 014 016 017 019 021003 023 025 027 029 031 033 035 038 041 043

004 046 049 052 055 058 061 065 068 072 076005 080 084 088 092 096 101 105 110 115 120006 125 130 136 141 147 152 158 164 170 177007 183 190 196 203 210 217 224 232 239 247008 255 263 271 279 287 296 305 314 323 332009 341 350 360 370 380 390 400 410 421 432010 443 454 465 476 488 499 511 523 536 548011 561 573 586 599 612 626 639 653 667 681012 695 710 724 739 754 769 785 800 816 832013 848 864 881 897 914 931 948 966 983 1001014 1019 1037 1056 1074 1093 1112 1131 1150 1170 1189015 1209 1229 1250 1270 1291 1312 1333 1354 1376 1397016 1419 1442 1464 1486 1509 1532 1555 1579 1602 1626

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 90 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

8 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 90ordm

0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009001 003 003 004 005 006 007 008 010 011 013002 015 016 018 020 023 025 028 030 033 036003 039 043 046 050 053 057 061 066 070 075

004 080 085 090 095 101 107 112 119 125 131005 138 145 152 160 167 175 183 191 199 208006 217 226 235 244 254 264 274 285 295 306007 317 328 340 352 364 376 389 401 414 428008 441 455 469 483 498 513 528 543 559 574009 591 607 624 641 658 675 693 711 729 748010 767 786 805 825 845 865 886 907 928 949011 971 993 1015 1038 1061 1084 1107 1131 1155 1180012 1204 1230 1255 1281 1306 1333 1359 1386 1413 1441013 1469 1497 1526 1554 1583 1613 1643 1673 1703 1734014 1765 1797 1828 1861 1893 1926 1959 1992 2026 2060015 2095 2129 2165 2200 2236 2272 2309 2346 2383 2421016 2458 2497 2535 2574 2614 2654 2694 2734 2775 2816

ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO 120 Es factible cambiar el valor del aacutengulo

ALTURA (m)

CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)FRACCIONES DE ALTURA (m)

9 Tabla de valores para aforar caudales con un vertedero triangular de 120ordm

Por ejemplo si el operador midioacute 0045 m los caudales medidos en los vertederos de acuerdo al aacutengulo de su escotadura inferior son los siguientes

Angulo del vertedero Caudal registrado (ls) Sensibilidad (m(ls)) ΔSensibilidad 225 012 0375 0 30 016 0282 -25 45 025 0180 -52 60 035 0129 -66 90 061 0074 -80 120 107 0042 -89

El cuadro anterior evidencia como disminuye la sensibilidad de medida de los vertederos triangulares seguacuten aumenta al aacutengulo de escotadura inferior

15

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

6 ANEXO B AFOROS VOLUMEacuteTRICOS 61 El aforo en tanques rompe ndash presioacuten y de reserva En el caso de tanques rompe ndash presioacuten hay que evitar el surgimiento de presiones negativas en la tuberiacutea de salida tapando la salida del tanque pero permitiendo el ingreso de aire en la misma Hay que procurar que exista una ventosa cercana para desalojar el aire a fin de evitar la obstruccioacuten de la tuberiacutea Si por ejemplo la superficie interna en planta de un tanque rompe ndash presioacuten es de un metro cuadrado y la altura medida de sobre ndash elevacioacuten del agua 005 m es posible desarrollar cuadros de valores como el siguiente

- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 75 067 067 066 066 066 066 066 066 066 066 76 066 066 066 066 065 065 065 065 065 065 77 065 065 065 065 065 065 064 064 064 064 78 064 064 064 064 064 064 064 064 063 063 79 063 063 063 063 063 063 063 063 063 063 80 063 062 062 062 062 062 062 062 062 062 81 062 062 062 062 061 061 061 061 061 061 82 061 061 061 061 061 061 061 060 060 060 83 060 060 060 060 060 060 060 060 060 060 84 060 059 059 059 059 059 059 059 059 059

h 005 m2 L 100 m Cambiar valoresa 100 m2 A 100 m

Tiempo en deacutecimas de segundost (seg)

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)

10 Tabla de valores para aforar en tanques rompe - presioacuten

11 Aforo volumeacutetrico en un tanque rompe - presioacuten Detalle de la manguera de gas empotrada en una bola de goma para

permitir el ingreso de aire La medicioacuten del ascenso del nivel de agua debe ser simultaacutenea Se requiere la intervencioacuten de 2 o 3 personas

El desarrollo de herramientas semejantes para el caso de tanques de reserva deberaacute observar las dimensiones especiacuteficas de cada unidad 62 El aforo en estaciones de bombeo con tanques de reserva En el caso de sistemas que utilicen bombeo hacia tanques de reserva el aforo del caudal de aguas se puede hacer mediante los siguientes lineamientos bull Se mide el tiempo de llenado del tanque entre los niveles de arranque y parada de la bomba

Asiacute se determina un caudal afectado por el de consumo de agua que se produce simultaacuteneamente

16

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

( )

bombeotVolumenconsumoQbombeoQ

consumoQbombeoQVolumenbombeot

___

___

=minus

minus=

bull Se mide el tiempo que transcurre para que la bomba arranque nuevamente (t_consumo)

para determinar el caudal medio de consumo (Q_consumo)

consumotVolumenconsumoQ

consumoQVolumenconsumot

__

__

=

=

La combinacioacuten de las dos expresiones permite conocer el caudal impulsado por la bomba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

consumotbombeotVolumenbombeoQ

_1

_1_

Los caudales pueden expresarse en metros cuacutebicos por segundo y los tiempos en segundos Por el volumen de los tanques el orden de magnitud del tiempo seraacute de horas Cuando existen bombeos simultaacuteneos por ejemplo un grupo de bombas alimenta a la planta potabilizadora y otro a la distribucioacuten se debe contar con dos caacutemaras de reserva separadas bull La primera permitiraacute aforar el caudal de ingreso al sistema (cuando la bomba que alimenta a

la planta estaacute apagada) bull La segunda permitiraacute conocer el caudal impulsado a distribucioacuten siempre que se conozca el

caudal que proviene de la planta de tratamiento El caudal de la planta de tratamiento se puede aforar en la primera caacutemara una vez conocido el caudal de ingreso de agua cruda o en la segunda caacutemara conocido el caudal de impulsioacuten de las bombas hacia la distribucioacuten El tiempo de permanencia requerido para efectuar este tipo de aforo lo hacen desventajoso para ser aplicado por parte de los operadores en sistemas de agua potable pertenecientes a JAAPS y unidades militares por la limitacioacuten de tiempo que ellos pueden dedicar ante la necesidad de atender actividades vinculadas a su supervivencia y la de su familia en el un caso o por la atencioacuten a actividades demandadas por sus superiores en el otro caso

17

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

7 ANEXO C AFOROS AREA - VELOCIDAD 71 El aforo con principios de cinemaacutetica El aforo con principios de cinemaacutetica se basa en las ecuaciones de caacutelculo de velocidad uniforme y del tiempo de caiacuteda libre de una partiacutecula

gHt

tDtD

2

=

=rArr= υυ

Donde υ Velocidad del agua (componente horizontal) ms D distancia horizontal de recorrido del chorro de agua m t tiempo de caiacuteda del chorro de agua s H altura de caiacuteda del agua (distancia vertical) m g aceleracioacuten de la gravedad 98 ms2 d diaacutemetro de la tuberiacutea de descarga m Si en una estructura de entrada o salida de la planta se cuenta con una tuberiacutea dispuesta horizontalmente que fluya a tubo lleno cuya longitud variacutee entre 15 y 25 veces el diaacutemetro de la misma y que no experimente la influencia del viento se puede aforar el caudal de aguas con la siguiente expresioacuten

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2

4

2820 d

gH

DQ π

Donde Q caudal en la tuberiacutea m3s

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

d

D

NIVEL DEL AGUA

H

h

12 Diagrama explicativo de las mediciones para el aforo con principios de cinemaacutetica

El operador mide diariamente las distancias horizontal y vertical que desarrolla el chorro de agua El ingeniero civil debe desarrollar una tabla de valores que le permita al operador conocer el caudal aforado y que puede tener el siguiente aspecto para una tuberiacutea de salida de frac34rdquo

18

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030015 048 050 052 055 057 059 062 064 067 069 071016 046 048 051 053 055 058 060 062 064 067 069017 045 047 049 051 054 056 058 060 062 065 067018 043 046 048 050 052 054 056 059 061 063 065019 042 044 046 049 051 053 055 057 059 061 063020 041 043 045 047 049 051 053 056 058 060 062021 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058 060022 039 041 043 045 047 049 051 053 055 057 059023 038 040 042 044 046 048 050 052 054 056 058024 038 039 041 043 045 047 049 051 053 054 056025 037 039 040 042 044 046 048 050 052 053 055

DIST

ANCI

A H

(VER

TICA

L)

DISTANCIA D (HORIZONTAL)

13 Tabla de valores para el aforo del caudal en una tuberiacutea de diaacutemetro 34

72 El aforo mediante la altura de chorro vertical de agua de una tuberiacutea Se puede aforar aproximadamente midiendo la altura del chorro de agua cuando una tuberiacutea es dispuesta para salida vertical10 Existen dos casos bull Cuando la altura de agua es pequentildea menor que 04 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea y bull Cuando la altura es grande mayor que 14 veces dicho diaacutemetro Las expresiones de caacutelculo y diagramas explicativos constan a continuacioacuten

DHHDQ

40475 351251

lt=

14 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura pequentildea

10 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

19

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

DHHDQ

41153 530991

gt=

15 Esquema explicativo y foacutermulas de caacutelculo para el aforo midiendo la altura del chorro vertical de agua con altura grande

En el caso de alturas intermedias el caudal se calcula con las dos expresiones y se promedia

20

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

8 ANEXO D DESINFECCIOacuteN DEL AGUA 81 Cuantificacioacuten del porcentaje de cloro activo 811 Proceso Iodomeacutetrico

8111 Equipo 1 Solucioacuten 001N Na2S2O3 (tiosulfito de sodio 001 normal) 2 Solucioacuten 10 KI (yoduro de potasio) 3 Solucioacuten 50 H2SO4 (aacutecido sulfuacuterico concentrado) 4 Indicador de almidoacuten 5 Frasco de 125 ml 6 Pipeta graduada de 5ml 7 Pipeta graduada de 10ml 8 Bureta de 25ml 9 Gotero de vidrio 8112 Procedimiento

1 Usando la pipeta de 10ml antildeada 20ml de la solucioacuten KI al frasco de 125ml 2 Usando el gotero antildeada 6 gotas de H2SO4 3 Usando la pipeta de 5ml antildeada 3ml de la muestra por probar La mezcla debe cambiar

de color 4 Usando la bureta titule inmediatamente con la solucioacuten 001N Na2S2O3 a un amarillo

claro 5 Antildeada tres gotas de indicador de almidoacuten 6 Termine de titular con la solucioacuten 001N Na2S2O3 hasta no tener color

8113 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible

Concentracioacuten en gramos de cloro por litro = (Na2S2O3 usado en ml) x (001) x (1000) x (355) (3)

812 Proceso de dilucioacuten

8121 Equipo 1 Pipeta graduada de 5ml 2 probetas de 10 ml (2) 3 Medidor de cloro colorimeacutetrico tipo DPD (comuacutenmente usados para piscinas) 4 Agua destilada 8122 Procedimiento 1 Usando la pipeta graduada de 5ml mezcle en una probeta 1ml de la muestra con 9 ml de

agua destilada 2 En la segunda probeta mezcle 01ml de la solucioacuten en la primera probeta con 99ml de agua

destilada 3 Mida la concentracioacuten de cloro de la segunda probeta usando el medidor de cloro

colorimeacutetrico DPD de acuerdo a las instrucciones del mismo

21

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

8123 Caacutelculo de la concentracioacuten de cloro disponible La escala colorimeacutetrica del medidor de cloro puede ser interpretada directamente como gramos de cloro por litro de solucioacuten

16 Comparadores de cloro con base a ortotolidina y dietil - para - fenilendiamina (DPD)

82 Ventajas de la cloracioacuten a punto de quiebre Es recomendable clorar sobre el punto de quiebre verificando la dosis ideal mediante el meacutetodo iodomeacutetrico De esta manera se garantiza la formacioacuten de cloro residual libre y no se presentaraacute sabor y olor contribuyendo a que las comunidades no rechacen la cloracioacuten La formacioacuten de cloro combinado tiene como inconveniente su transformacioacuten en el tracto digestivo humano a cianuros Si bien su concentracioacuten es baja su presencia puede ser la causante del rechazo de las comunidades a la dosificacioacuten de cloro en el agua porque entre otras molestias las personas experimentan molestias gastrointestinales

17 Detalle explicativo de la curva de cloracioacuten a punto de quiebre

Debe procurarse desinfectar el agua para consumo humano dosificando una concentracioacuten superior al punto de quiebre identificado

22

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

83 Tablas de valores cantidades diarias de reactivo a consumir Las tablas de valores desarrolladas muestran en la columna izquierda la fraccioacuten mayor de caudal y en la fila superior el valor complementario menor En la interseccioacuten de la fila y columna correspondiente la tabla entrega la siguiente informacioacuten al operador bull Peso de hipoclorito de calcio al 65 a utilizar (gramos por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal a aplicar de la solucioacuten de cloro (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos) 831 Hipoclorito de calcio Se han desarrollado tablas de valores para concentraciones de cloro residual libre de 1 15 y 2 mgl y para un volumen de tanque hipoclorador de 500 litros

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 67 68 70 71 72 74 75 76 78 79ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06g HTHdiacutea 80 82 83 84 86 87 88 90 91 92ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07g HTHdiacutea 94 95 96 98 99 100 102 103 104 106ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08g HTHdiacutea 107 108 109 111 112 113 115 116 117 119ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09g HTHdiacutea 120 121 123 124 125 127 128 129 131 132ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 050 LS 67 GRAMOSCAMBIAR VALOR 47 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

18 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro

residual 10 mgl)

23

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06g HTHdiacutea 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07g HTHdiacutea 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08g HTHdiacutea 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09g HTHdiacutea 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 050 LS 100 GRAMOSCAMBIAR VALOR 71 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

19 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

g HTHdiacutea 133 136 139 141 144 147 149 152 155 157ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06g HTHdiacutea 160 163 165 168 171 173 176 179 181 184ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07g HTHdiacutea 187 189 192 195 197 200 203 205 208 211ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08g HTHdiacutea 213 216 218 221 224 226 229 232 234 237ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09g HTHdiacutea 240 242 245 248 250 253 256 258 261 264ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS1 ONZA 2835 GRAMOS

DOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 050 LS 133 GRAMOSCAMBIAR VALOR 94 ONZAS(ls)

CONCENTRACION HTH 65

VOLUMEN DE CONTROL 500 MILILITROS

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

20 Tabla de valores con las cantidades diarias de hipoclorito de calcio en funcioacuten del caudal aforado (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl)

24

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

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Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

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Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

De acuerdo con el ejemplo que se viene desarrollando el operador aforo 061 ls con el vertedero triangular Para cada una de las dosificaciones asumidas (referidas como superiores al punto de quiebre) las variables de intereacutes muestran los siguientes resultados Concentracioacuten de cloro

residual (mgl) Gramos de HTH por diacutea Concentracioacuten de la

solucioacuten clorada (mgl) Tiempo de aforo para la

calibracioacuten (hhmmss)

10 82 107 000009 15 122 238 000013 20 163 424 000017

84 Hipoclorito de sodio La produccioacuten de hipoclorito de sodio por electroacutelisis de la sal comuacuten en el caso de un equipo en particular el CLORID L-3011 arroja una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten final al cabo de 24 horas de 125 gramos por litro y un volumen de solucioacuten de 30 litros12 pero una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 2000 determina la inviabilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl (ver Leyes de la electrolisis) Es recomendable determinar el porcentaje de cloro activo mediante pruebas analiacuteticas de laboratorio o en el campo Las tablas de valores a facilitar a los operadores para dosificar 10 15 y 20 mgl de cloro residual en el agua de distribucioacuten son las siguientes

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 73 74 76 77 78 80 81 82 85 86ppm Solucioacuten 87 88 91 92 94 96 98 99 101 103q mls 57 58 57 57 58 57 57 58 57 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

06l solucioacutendiacutea 87 89 90 91 93 94 95 98 99 100ppm Solucioacuten 104 107 108 109 112 113 114 117 118 120q mls 58 57 57 58 57 57 58 57 57 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

07l solucioacutendiacutea 102 103 104 106 107 108 111 112 113 115ppm Solucioacuten 122 124 125 127 129 130 133 134 135 138q mls 57 57 58 57 57 58 57 58 58 57t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

08l solucioacutendiacutea 116 117 118 120 121 122 125 126 127 129ppm Solucioacuten 139 140 142 144 146 147 150 151 152 155q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

09l solucioacutendiacutea 130 131 133 134 135 138 139 140 142 143ppm Solucioacuten 156 157 160 161 163 165 166 168 170 172q mls 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58t_aforo (h m s) 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009 00009

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 100 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 89 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 89 102 118 142 178 237 355Volumen total (l) 89 190 -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

21 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 10 mgl)

11 La referencia a la marca comercial no constituye ni establece compromisos de ninguna naturaleza con el fabricante Se utiliza para efectos didaacutecticos 12 Se disuelve un kilogramo de sal en 30 litros de agua (concentracioacuten de sal 333 gl)

25

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

)(

1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 163 166 169 172 176 179 182 185 189 192ppm Solucioacuten 195 199 203 207 211 215 218 222 226 230q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

06l solucioacutendiacutea 195 198 202 205 208 211 215 218 221 224ppm Solucioacuten 234 238 242 246 250 254 257 261 265 269q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

07l solucioacutendiacutea 228 231 234 237 241 244 247 250 254 257ppm Solucioacuten 273 277 281 285 289 293 296 300 304 308q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

08l solucioacutendiacutea 260 263 267 270 273 276 280 283 286 289ppm Solucioacuten 312 316 320 324 328 332 335 339 343 347q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

09l solucioacutendiacutea 293 296 299 302 306 309 312 315 319 322ppm Solucioacuten 351 355 359 363 367 371 374 378 382 386q mls 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38t_aforo (h m s) 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013 00013

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 150 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 198 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 198 227 264 317 397 529 793Volumen total (l) 198 -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

22 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 15 mgl)

CAMBIAR VALOR

Caudal (ls) 000 001 002 003 004 005 006 007 008 00905

l solucioacutendiacutea 288 295 301 306 312 319 323 329 336 340ppm Solucioacuten 346 354 361 367 374 382 387 395 403 408q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

06l solucioacutendiacutea 347 353 358 364 371 375 381 388 392 399ppm Solucioacuten 416 424 429 437 445 450 458 465 471 478q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

07l solucioacutendiacutea 405 410 416 423 427 433 440 444 451 457ppm Solucioacuten 486 491 499 507 512 520 528 533 541 549q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

08l solucioacutendiacutea 462 468 472 479 485 490 496 503 507 514ppm Solucioacuten 554 562 567 575 582 588 595 603 608 616q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

09l solucioacutendiacutea 520 524 531 537 542 548 555 559 566 572ppm Solucioacuten 624 629 637 645 650 658 666 671 679 686q mls 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29t_aforo (h m s) 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017 00017

VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR 500 LITROS CONCENTRACION SOLUCION 6 glDOSIS DE CLORO A APLICAR 200 gm3 VOLUMEN DE CONTROL 50 mlVolumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio 30 litrosVolumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio 353 litrosPeacuterdida de cloro activo diaria 075 gdiacutea

Diacutea 1 2 3 4 5 6 7gl 60 53 45 38 30 23 15

Vol Corregido (l) 353 404 471 565 706 942 1413Volumen total (l) -- -- -- -- -- -- --

FRACCIONES DE CAUDAL (ls)

23 Voluacutemenes diarios (en litros) de solucioacuten de hipoclorito de sodio obtenida de un equipo CLORID L-30 a mezclar en el

tanque hipoclorador (concentracioacuten de cloro residual 20 mgl) La tabla facilita la siguiente informacioacuten al operador bull Litros de solucioacuten de hipoclorito de sodio a utilizar (litros por diacutea) bull Concentracioacuten en el tanque hipoclorador (partes por milloacuten mgl o gm3) bull Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls) bull Tiempo de aforo necesario para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten de cloro utilizando un

volumen de control de 50 mililitros (segundos)

26

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

)_()_(_)_(_

)_(_)_(_

)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

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Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

OHmolClmol

_4920

__1000_1__4429622

__05607_

__18_

_071

__581649

__558

22

2

2

2

2

2

2

=

=

El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

=minus

=

=minus=minus

+=rArr=+=+

1)(

)(

0

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1

1

1

11

11

110

10

cC

QcCcQq

cQcCqcQcqCq

cqcQCqccqQCqcQ

24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

bull Voluacutemenes diarios de solucioacuten de hipoclorito a mezclar en el tanque hipoclorador de 500 litros

En el caso del ejemplo que se ha venido desarrollando para el caudal de 061 ls se obtiene la siguiente informacioacuten

Concentracioacuten de cloro residual (mgl)

l hipoclorito de sodio (primer diacutea)

Concentracioacuten de la solucioacuten clorada

(mgl)

Tiempo de aforo (calibracioacuten hhmmss)

Nordm diacuteas de duracioacuten

Volumen sobrante (litros)

10 43 107 000009 5 55 15 95 238 000013 2 10413

20 170 424 000017 1 130 La concentracioacuten y el tiempo requerido de llenado del volumen de control para calibrar la aplicacioacuten de la solucioacuten clorada no variacutean respecto a lo registrado para hipoclorito de calcio La dosis de cloro oacuteptima seraacute aquella que maximice la utilizacioacuten del volumen de solucioacuten clorada producido por el equipo de electrolisis Dicha concentracioacuten por supuesto debe ser comparada con aquella a punto de quiebre 85 Calibracioacuten del caudal a aplicar de la solucioacuten clorada El caudal de la solucioacuten clorada se obtiene en mililitros por segundo por lo que es necesario llenar un recipiente de volumen conocido en el tiempo que resulte del caacutelculo La deduccioacuten del tiempo de llenado del volumen de control obedece al establecimiento de una proporcioacuten

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)_(1)_(

smlqmlcontrolVolsllenadot

sllenadotmlcontrolVol

ssmlq

=

=

Para el ejemplo en desarrollo los tiempos de llenado del volumen de control de 50 mililitros son para cada una de las concentraciones de cloro residual consideradas y caudales de solucioacuten clorada equivalentes los siguientes

Cloro residual (mgl)

Caudal q (mls) Caacutelculo exacto (segundos)

Aproximacioacuten Excel (hhmmss)

10 58 86 000009 15 38 132 000013 20 29 172 000017

86 Utilizacioacuten de bombas dosificadoras automaacuteticas Como se indicoacute en 45 paacuteg 11 todos los principios resentildeados son aplicables al caso de utilizar bombas dosificadoras automaacuteticas El caso aquiacute es procurar que el volumen total del tanque dosificador sea utilizado en el curso del diacutea en relacioacuten con las horas de bombeo efectivo Esto determina calibrar la apertura de las bombas dosificadoras al 100 y calcular la cantidad diaria de reactivo a utilizar bajo estas consideraciones el procedimiento es similar No es muy recomendable que utilizar soluciones de mayor concentracioacuten con porcentajes de apertura menores para el trabajo de las bombas dosificadoras primero porque las soluciones maacutes concentradas son proporcionalmente maacutes inestables y segundo porque se induce el criterio de que cada 2 o 3 diacuteas se debe visitar la planta para preparar la solucioacuten desinfectante operacioacuten

13 El tercer diacutea se requeririacutean 108 litros de solucioacuten es decir existe un deacuteficit de 04 litros La decisioacuten seriacutea de utilizar el volumen disponible el tercer diacutea para una concentracioacuten de cloro residual ligeramente menor que 15 mgl

27

que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

222

22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

+rarr+++rarr+

Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

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Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

OHgClmol

g

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2

2

2

2

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El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

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Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

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24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

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Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

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10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

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que por muchas consideraciones es preferible hacerla a diario a fin de vigilar maacutes estrechamente el sistema 87 Leyes de la electrolisis Electrolisis es el conjunto de reacciones quiacutemicas que producen en los electrodos introducidos en la disolucioacuten de un electrolito al aplicarles una diferencia de potencial suficiente del orden de algunos voltios14 Implica la descomposicioacuten de un cuerpo por el paso de la corriente eleacutectrica Michael Faraday (1791 ndash 1867) fue el primer quiacutemico que utilizoacute el teacutermino electrolisis para denominar a este proceso de separacioacuten de las sustancias quiacutemicas Las sustancias denominadas electrolitos por ejemplo el cloruro de sodio al disolverse en agua dan lugar a disoluciones conductoras de la corriente eleacutectrica El electrodo que hace de polo positivo se denomina aacutenodo y el que hace de polo negativo caacutetodo Los electrolitos se escinden en iones cargados negativamente (aniones) y en iones cargados positivamente (cationes) Las leyes de la electrolisis que formuloacute Faraday son las siguientes bull La cantidad de masa que se deposita sobre los electrodos es directamente proporcional al

equivalente gramo del ioacuten que se descarga a la intensidad de corriente utilizada (amperios) y al tiempo en segundos

bull La cantidad de electricidad15 que se necesita para depositar un equivalente gramo de cualquier ioacuten es un faradio de electricidad equivalente a 96487 culombios

Estas dos leyes pueden expresarse matemaacuteticamente de la siguiente manera16

tIeqm 96500

=

Donde m masa depositada o desprendida en gramos (g) eq equivalente gramo del aacutetomo o radical considerado (molvalencia) I intensidad de corriente (amperios) t tiempo en segundos (s) Las reacciones de electrolisis de la sal comuacuten en agua para producir hipoclorito de sodio son las siguientes

22

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22222

HNaClONaOHClHClNaOHOHClNa

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Los caacutelculos relacionados combinan las leyes de la electrolisis y las relaciones de estequiometriacutea normales generalmente solucionadas por proporciones17 Dos moles de sal comuacuten reaccionan con dos moles de agua y producen una mol de cloro gas que luego genera dos moles de hipoclorito de sodio al combinarse con dos moles de hidroacutexido de sodio

14 Sabaster Garcia Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica paacuteg 156 y 196 Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995 15 La cantidad de electricidad Q es directamente proporcional a la intensidad de corriente I (amperios) y al tiempo (segundos) Q = It 16 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica paacuteg 193 y 194 Ediciones Nauta Espantildea 1992 17 Miller Augustine Quiacutemica Elemental paacuteg 265 HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

28

Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

lg

OHglOHg

ClgOHmol

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g

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__1000_1__4429622

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2

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El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

29

Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

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10

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24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

1000

10001

11

qcCq

cCQ cong⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡minus=

Donde Q caudal en ls

C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

30

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

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10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

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Los equipos generadores de hipoclorito de sodio por ejemplo el CLORID L ndash 30 utilizan sal que se disuelve en agua18 Es necesario definir el nuacutemero de moles que significa dicha proporcioacuten en teacuterminos de los compuestos iniciales y los productos finales A continuacioacuten constan los valores molares de los compuestos utilizados y producidos

bull Mol ClNa 585 g bull Mol H2O 180 g bull Mol Cl2 710 g bull Mol NaClO 745 g bull Mol ClO 515 g

En el caso del CLORID equipo L ndash 30 se utiliza un kilogramo de sal que se disuelve en treinta litros de agua De acuerdo con lo anterior en la cuba electroliacutetica se tiene 1709 moles de cloruro de sodio y 166667 moles de agua La sal comuacuten y el agua reaccionan en proporciones iguales (1709 moles restan 164958 moles de solvente sin reaccionar) y producen cloro activo en la mitad de dicha proporcioacuten (855 moles) que luego la proporcioacuten inicial de hipoclorito de sodio (1709 moles) Este producto se disuelve en las moles de agua sin reaccionar lo que arroja una concentracioacuten final

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El cataacutelogo de los equipos CLORID reporta para el modelo L ndash 30 una concentracioacuten de cloro activo en la solucioacuten de 125 gl No obstante una evaluacioacuten realizada por el CEPIS en el antildeo 200019 informa sobre la imposibilidad de obtener concentraciones superiores a 6 gl Comparando con el valor calculado estequiomeacutetricamente (205 gl) el valor evaluado por el CEPIS (69 gl) arroja una eficiencia de conversioacuten del 33 cuando la eficiencia termodinaacutemica del proceso de electrolisis es superior al 90 En Meacutexico se desarrolloacute una celda de gases oxidantes mediante electrolisis de la sal denominada MOGGOD20

9 AFORO QUIacuteMICO 18 Solubilidad del cloruro de sodio a 20ordm C 360 gl 19 A partir de Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 CELDAS ELECTROLIacuteTICAS DE PRODUCCIOacuteN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO CEPIS ndash OMS Junio 2000 Conclusiones 63) La produccioacuten de hipoclorito de sodio con la celda CLORID L-30 no alcanza la concentracioacuten de 10 g Cl2L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante logrando solamente una concentracioacuten de 69 Cl2L 64) La disposicioacuten de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini no permiten producir voluacutemenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes Recomendaciones 72) No intentar obtener concentraciones de solucioacuten de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2L por la significativa caiacuteda en la eficiencia de la celda electroliacutetica 74) Utilizar siempre una salmuera al 3 (30 gL) a fin de estandarizar la concentracioacuten final de la solucioacuten desinfectante despueacutes de un tiempo especificado de operacioacuten 20 Brust Carmona Heacutector amp Beniacutetez Alfredo amp Zarco Joaquiacuten amp Saacutenchez Enrique amp Mascher Ingrid Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energiacutea eleacutectrica o solar Revista Panamericana de Salud Puacuteblica 1998

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Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

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24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

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El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

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0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

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Al combinar los procedimientos de la cloracioacuten ya explicados se puede efectuar el ldquoaforo quiacutemicordquo del agua La derivacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas consta a continuacioacuten

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24 Equilibrio quiacutemico entre concentraciones de cloro y caudales a tratar y a dosificar Donde Q caudal de agua a desinfectar (ls) q caudal de solucioacuten clorada a aplicar (ls) c0 concentracioacuten de cloro inicial (antes de desinfectar 0 mgl) c1 concentracioacuten de cloro aplicada (despueacutes de desinfectar mgl) Si en la expresioacuten final obtenida se desprecia el nuacutemero 1 se despeja el caudal Q a tratar y se transforma el caudal q a mililitros por segundo se obtiene

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C concentracioacuten de la solucioacuten en el tanque hipoclorador (mgl) c1 concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva de la planta q caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)

El procedimiento es el siguiente 1 El operador mide el caudal con el vertedero triangular 2 El operador utiliza la tabla de cloracioacuten para conocer el peso a disolver de HTH y

determinar la concentracioacuten de solucioacuten clorada 3 El operador toma una muestra de agua desinfectada en el tanque de reserva y mide el cloro

residual 4 El operador utiliza tablas de valores

a Determina el tiempo de llenado del volumen de control y conoce el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico)

b Conocido el caudal de la solucioacuten clorada utiliza la tabla de aforo quiacutemico que combine la concentracioacuten establecida en el tanque hipoclorador y el cloro residual medido y determina el caudal de agua desinfectado

La elaboracioacuten de tablas de valores para determinar el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (aforo volumeacutetrico) y para estimar el caudal de tratamiento (aforo quiacutemico) es importante para facilitar las tareas del operador Para el ejemplo en desarrollo se tiene

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0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

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Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

32

0 01 02 03 04 05 06 07 08 095 100 98 96 94 93 91 89 88 86 856 83 82 81 79 78 77 76 75 74 727 71 70 69 68 68 67 66 65 64 638 63 62 61 60 60 59 58 57 57 569 56 55 54 54 53 53 52 52 51 51

10 50 50 49 49 48 48 47 47 46 4611 45 45 45 44 44 43 43 43 42 4212 42 41 41 41 40 40 40 39 39 3913 38 38 38 38 37 37 37 36 36 3614 36 35 35 35 35 34 34 34 34 34

Caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (mls)Tiempo de aforo (segundos) del volumen de control

Tiempo (segundos)

FRACCIONES DE SEGUNDOS

25 Tabla de valores para el aforo volumeacutetrico en el volumen de control

00 01 02 03 04 05 06 07 08 090 000 001 002 003 004 005 006 007 008 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 027 028 029 030 03 032 033 034 035 036 037 038 039 040 04 042 043 045 046 047 048 049 050 051 0

5 053 054 055 056 057 058 059 060 061 0636 064 065 066 067 068 069 070 071 072 07 074 075 076 077 078 080 081 082 083 08 085 086 087 088 089 090 091 092 093 09 095 096 098 099 100 101 102 103 104 1

Valores del caudal de la planta (Q ls) q Caudal solucioacuten clorada

FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADACaudal q mls

1020314152

73849405

26 Tabla de valores para realizar el aforo quiacutemico

27 Kit para comprobacioacuten de cloro (ortotolidina) y control de pH (rojo fenol) recipiente volumeacutetrico de 50 mililitros

(calibracioacuten del caudal de la solucioacuten clorada) balanza manual graduada (apreciacioacuten 25 gramos)

31

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11 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 1 AREAS ndash LOGSE Consultor didaacutectico Fiacutesica y Quiacutemica Ediciones Nauta

Espantildea 1992 2 CLORID SA Cataacutelogo de los productos (CD promocional) 3 FAO Boletiacuten de Suelos de la FAO Nordm 68 Medicioacuten sobre el terreno de la erosioacuten

del suelo y la escorrentiacutea httpwwwfaoorgdocrepT0848St0848s06htmTopOfPage

4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

5 Miller Augustine Quiacutemica Elemental HARLA SA Ediciones TEC-CIEN Meacutexico 1977

6 OPSCEPISPUB0276 Operacioacuten y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua Manual de capacitacioacuten para operadores Capiacutetulo 5 Hidrometriacutea Lima 2002

7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

9 Sabaster Garciacutea Bartolomeacute (coordinador) Diccionario de Quiacutemica Ediciones Generales ANAYA Madrid 1995

10 Schlag Albert Hidraacuteulica Editorial LIMUSA ndash WILEY SA Meacutexico 1966

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10 HERRAMIENTAS DE EXCEL PROVISTAS CON ESTE MANUAL Con este manual se adjuntan 2 archivos de caacutelculo en Excel bull Manual_aforos_desinfeccioacutenxls y bull Dosificacioacuten productos quiacutemicos (bombas dosificadoras)xls Cada archivo constituye un libro de hojas de caacutelculo El primero sistematiza los ejemplos desarrollados en el manual para sistemas pequentildeos de agua potable El segundo considera los ajustes a efectuar si se utilizan bombas dosificadoras de quiacutemicos

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4 Meacutendez Nery Martiacuten Ing Manual de instalacioacuten operacioacuten y mantenimiento para los generadores de hipoclorito de sodio ldquoin siturdquo AQUACHOLR AC25 y AC50 solar paacuteg Guatemala

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7 Pucircrschel Wolfgang Tratado General del Agua y su Distribucioacuten Tomo 1 La teacutecnica de aforo del consumo de agua de poblaciones (Parte 1ordf) URMO SA de Ediciones Primera edicioacuten en espantildeol Espantildea 1976

8 Rojas Ricardo amp Guevara Sixto HDT 78 Celdas electroliacuteticas de produccioacuten in situ de hipoclorito de sodio CEPIS ndash OMS junio 2000

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32

de apertura bomba

En azul las variables cuyos valores se puede ingresar manualmente

Entre 14 y 3 veces la concentracioacuten de Fe

Equivalente a gm3 o ppm (soacutelo para el agua)

El cloro libre se determina por punto de quiebre (anaacutelisis en campo o en laboratorio)

1 = 10000 mgl entonces 10 = 100000 mgl = 100 gl

Densidad hipoclorito de sodio 117 a 125 Kgl o gml

Variando el nuacutemero de diacuteas se recalculan las variables dependientes de intereacutes

Hipoclorito de calcio 65

ampCTABLA PARA DOSIFICAR HIPOCLORITO DE CALCIO AL 65

ampLFUERTE MILITAR NAPOampRIng Carlos Falconiacute GampD

Hipoclorito de sodio 10

ampCTABLA PARA DOSIFICAR HIPOCLORITO DE SODIO AL 10

ampLFUERTE MILITAR NAPOampRIng Carlos Falconiacute GampD

100

)

_(

_

_

)

_(

_

_

_

_

_

)

(

)

_(

3600

)

_(

_

)

_(

_

)

_(

_

_

_

10

_

_

_

_

10

_

_

_

_

_

_

)

(

)

_(

86400

)

_(

1000

)

_(

_

)

_(

24

_

_

ordm

)

_(

10

_

_

_

_

h

l

ra

dosificado

bomba

Cap

h

l

clorada

solucioacuten

Caudal

ra

dosificado

bomba

apertura

h

l

h

s

s

l

agua

Caudal

l

mg

solucioacuten

ioacuten

Concentrac

l

mg

cloro

Dosis

clorada

solucioacuten

Caudal

sodio

de

o

hipoclorit

Densidad

sodio

de

o

Hipoclorit

Litros

e

equivalent

diario

Peso

d

l

d

s

g

mg

l

g

solucioacuten

Conc

l

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Dosis

bombeo

horas

N

s

l

Caudal

sodio

de

o

Hipoclorit

Litros

=

=

=

divide

oslash

ouml

ccedil

egrave

aelig

=

100

)_(__

)_(__

___

)()_(3600)_(_

)_(_

)_(_

__

10____10______

)()_(86400

)_(1000)_(_

)_(

24

__ordm

)_(

10____

hlradosificadobombaCap

hlcloradasolucioacutenCaudal

radosificadobombaapertura

hlhsslaguaCaudal

lmgsolucioacutenioacutenConcentrac

lmgcloroDosis

cloradasolucioacutenCaudal

sodiodeohipocloritDensidadsodiodeoHipocloritLitroseequivalentdiarioPeso

dlds

gmglgsolucioacutenConc

lmgDosis

bombeohorasN

slCaudal

sodiodeoHipocloritLitros

MBD00089934unknown

Vertedero triangular

Tanque rompe-presioacuten

Estacioacuten bombeo

Aforo principios cinemaacutetica

Tablas hipoclorito de calcio

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

)

_

_

(

087

0

565

0

)

_

_

_(

2

tan

2

15

8

3

2

5

-

+

=

=

m

a

m

smenQ

cmenh

h

menhhggQ

__

)__(

0870

5650

)___(

2

tan2

15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	g HTHdiacutea		133		136		139		141		144		147		149		152		155		157
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	g HTHdiacutea		160		163		165		168		171		173		176		179		181		184
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	g HTHdiacutea		187		189		192		195		197		200		203		205		208		211
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	g HTHdiacutea		213		216		218		221		224		226		229		232		234		237
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	g HTHdiacutea		240		242		245		248		250		253		256		258		261		264
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS
							1		ONZA		2835		GRAMOS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				050		LS		133		GRAMOS
			CAMBIAR VALOR							94		ONZAS(ls)
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				500		MILILITROS

Caudal en ls (tuberiacutea de entrada salida)
		DISTANCIA D (HORIZONTAL)
		020		021		022		023		024		025		026		027		028		029		030
DISTANCIA H (VERTICAL)		015		048		050		052		055		057		059		062		064		067		069		071
	016		046		048		051		053		055		058		060		062		064		067		069
	017		045		047		049		051		054		056		058		060		062		065		067
	018		043		046		048		050		052		054		056		059		061		063		065
	019		042		044		046		049		051		053		055		057		059		061		063
	020		041		043		045		047		049		051		053		056		058		060		062
	021		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058		060
	022		039		041		043		045		047		049		051		053		055		057		059
	023		038		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058
	024		038		039		041		043		045		047		049		051		053		054		056
	025		037		039		040		042		044		046		048		050		052		053		055
	DIAMETRO TUBERIA SALIDA					00254		m

FECHA		ARRANQUE		PARADA		T_BOM		T_LLEN			RESULTADOS
	hhmmss		hhmmss		hhmmss		hhmmss		Ndeg		Q_ALC		Q_BOM		A-PHORA		T_BOM		T_LLEN
October 11 2000		154300		154415		00115			1		40		234		98		00115		00607
	155015		155130		00115		00600			40		234
	155725		155840		00115		00555			41		235
	160510		160625		00115		00630			37		231
	161230		161345		00115		00605			40		234
	194500		194617		00117			2		32		232		82		00112		00739
	195303		195415		00112		00646			36		238
	200115		200228		00113		00700			35		234
	201040		201150		00110		00812			30		237
	202028		202139		00111		00838			28		233
	Dimensiones tanque de bombeo						Nuacutemero de arranques - parada recomendados por hora
	L		196		m				P - HP		NRO
	A		165					30		8
	H		045					60		3
	V		1455		m^3

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)
t (seg)		Tiempo en deacutecimas de segundos
	- 0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
75		067		067		066		066		066		066		066		066		066		066
76		066		066		066		066		065		065		065		065		065		065
77		065		065		065		065		065		065		064		064		064		064
78		064		064		064		064		064		064		064		064		063		063
79		063		063		063		063		063		063		063		063		063		063
80		063		062		062		062		062		062		062		062		062		062
81		062		062		062		062		061		061		061		061		061		061
82		061		061		061		061		061		061		061		060		060		060
83		060		060		060		060		060		060		060		060		060		060
84		060		059		059		059		059		059		059		059		059		059
h		005		m2			L		100		m				Cambiar valores
a		100		m2			A		100		m

VERTEDERO TRIANGULAR
	COEFICIENTE DE DESCARGA μ VERTEDERO TRIANGULAR
H		0		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		06520		06480		06444		06413		06385		06360		06338		06317		06298		06281
002		06265		06250		06237		06224		06212		06200		06190		06179		06170		06161
003		06152		06144		06136		06129		06122		06115		06109		06102		06096		06091
004		06085		06080		06075		06070		06065		06060		06056		06051		06047		06043
005		06039		06035		06032		06028		06024		06021		06018		06014		06011		06008
006		06005		06002		05999		05997		05994		05991		05989		05986		05984		05981
007		05979		05977		05974		05972		05970		05968		05966		05964		05962		05960
008		05958		05956		05954		05952		05950		05948		05947		05945		05943		05942
009		05940		05938		05937		05935		05934		05932		05931		05929		05928		05927
010		05925		05924		05922		05921		05920		05918		05917		05916		05915		05914
011		05912		05911		05910		05909		05908		05907		05905		05904		05903		05902
012		05901		05900		05899		05898		05897		05896		05895		05894		05893		05892
013		05891		05890		05889		05889		05888		05887		05886		05885		05884		05883
014		05883		05882		05881		05880		05879		05878		05878		05877		05876		05875
015		05875		05874		05873		05872		05872		05871		05870		05870		05869		05868
016		05868		05867		05866		05865		05865		05864		05864		05863		05862		05862
	COEFICIENTE GENERAL VERTEDERO TRIANGULAR
	0000		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		267		265		264		262		261		260		259		258		258		257
002		256		256		255		255		254		254		253		253		252		252
003		252		251		251		251		250		250		250		250		249		249
004		249		249		249		248		248		248		248		248		247		247
005		247		247		247		247		247		246		246		246		246		246
006		246		246		245		245		245		245		245		245		245		245
007		245		245		244		244		244		244		244		244		244		244
008		244		244		244		244		243		243		243		243		243		243
009		243		243		243		243		243		243		243		243		243		242
010		242		242		242		242		242		242		242		242		242		242
011		242		242		242		242		242		242		242		242		242		242
012		241		241		241		241		241		241		241		241		241		241
013		241		241		241		241		241		241		241		241		241		241
014		241		241		241		241		241		241		241		240		240		240
015		240		240		240		240		240		240		240		240		240		240
016		240		240		240		240		240		240		240		240		240		240
	CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)
ALTURA (m)		FRACCIONES DE ALTURA (m)
	0000		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		003		003		004		005		006		007		008		010		011		013
002		015		016		018		020		023		025		028		030		033		036
003		039		043		046		050		053		057		061		066		070		075
004		080		085		090		095		101		107		112		119		125		131
005		138		145		152		160		167		175		183		191		199		208
006		217		226		235		244		254		264		274		285		295		306
007		317		328		340		352		364		376		389		401		414		428
008		441		455		469		483		498		513		528		543		559		574
009		591		607		624		641		658		675		693		711		729		748
010		767		786		805		825		845		865		886		907		928		949
011		971		993		1015		1038		1061		1084		1107		1131		1155		1180
012		1204		1230		1255		1281		1306		1333		1359		1386		1413		1441
013		1469		1497		1526		1554		1583		1613		1643		1673		1703		1734
014		1765		1797		1828		1861		1893		1926		1959		1992		2026		2060
015		2095		2129		2165		2200		2236		2272		2309		2346		2383		2421
016		2458		2497		2535		2574		2614		2654		2694		2734		2775		2816
	ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO					120		Es factible cambiar el valor del aacutengulo
INSTRUCCIONES
1		El operador mide la carga de agua sobre el vertedero aguas arriba de la descarga
2		Por ejemplo el operador midioacute 45 centiacutemetros de carga de agua(0045 m) El caudal es hellip ls

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		010		020		030		040		050		060		070		080		090
3
	l solucioacutendiacutea		3		3		3		3		3		3		3		3		3		3
	ppm Solucioacuten		4565		4718		4870		5022		5174		5326		5478		5631		5783		5935
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
4
	l solucioacutendiacutea		3		4		4		4		4		4		4		4		4		4
	ppm Solucioacuten		6087		6239		6392		6544		6696		6848		7000		7152		7305		7457
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
5
	l solucioacutendiacutea		4		4		4		5		5		5		5		5		5		5
	ppm Solucioacuten		7609		7761		7913		8066		8218		8370		8522		8674		8826		8979
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
6
	l solucioacutendiacutea		5		5		5		5		6		6		6		6		6		6
	ppm Solucioacuten		9131		9283		9435		9587		9739		9892		10044		10196		10348		10500
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
7
	l solucioacutendiacutea		6		6		6		6		6		6		7		7		7		7
	ppm Solucioacuten		10653		10805		10957		11109		11261		11413		11566		11718		11870		12022
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
VOLUMEN DEL TANQUE DOSIFICADOR					56775		LITROS			CONCENTRACION SOLUCION				100		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR					100		gm3			VOLUMEN DE CONTROL				250		ml
CAUDAL BOMBA DOSIFICADORA					150		GPD
				5678		LD

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		010		020		030		040		050		060		070		080		090
3
	g HTHdiacutea		3990		4130		4260		4390		4520		4660		4790		4920		5060		5190
	ppm Solucioacuten		4568		4728		4877		5026		5175		5335		5484		5633		5793		5942
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00621		00621		00620		00620		00621		00620		00620		00621		00620
4
	g HTHdiacutea		5320		5450		5590		5720		5850		5990		6120		6250		6390		6520
	ppm Solucioacuten		6091		6240		6400		6549		6697		6858		7007		7155		7316		7465
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00621		00620
5
	g HTHdiacutea		6650		6780		6920		7050		7180		7320		7450		7580		7710		7850
	ppm Solucioacuten		7613		7762		7923		8071		8220		8380		8529		8678		8827		8987
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
6
	g HTHdiacutea		7980		8110		8250		8380		8510		8640		8780		8910		9040		9180
	ppm Solucioacuten		9136		9285		9445		9594		9743		9892		10052		10201		10350		10510
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
7
	g HTHdiacutea		9310		9440		9580		9710		9840		9970		10110		10240		10370		10510
	ppm Solucioacuten		10659		10808		10968		11117		11266		11414		11575		11723		11872		12033
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				56775		LITROS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				10		gm3		CAMBIAR VALOR
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				250		MILILITROS
CAUDAL BOMBA DOSIFICADORA				150		GPD
			56775		LD

TABLA DE CAacuteLCULO DE DOSIFICACIOacuteN DE CLORO
Caudal de agua		460		ls
Proporcioacuten entre cloro y hierro		140
Hierro medido		150		mgl
Dosis de cloro		210		mgl
Nordm horas de bombeo		2400		horas
Conc Hipoclorito de sodio		10
	10000		gl
Cantidad de hipoclorito de sodio 10		835		ld
Densidad hipoclorito de sodio 10		121		Kgl
Peso de cloro jornada		1010		Kgd
	42079		gh
Volumen recipiente		5678		l
Concentracioacuten solucioacuten		1470055		mgl
Caudal solucioacuten clorada		237		lh		5678		ld
	286		Kgh
Cap bomba dosificadora		5678		ld
apertura bomba dosificadora		1000
VALORES VARIABLES		Nordm diacuteas		1
Volumen		15		GAL
Caudal bomba dosificadora		15		GPD
Fundamentacioacuten
Cantidad diaria de producto quiacutemico

Hipoclorito de calcio 65

ampCTABLA PARA DOSIFICAR HIPOCLORITO DE CALCIO AL 65

ampLFUERTE MILITAR NAPOampRIng Carlos Falconiacute GampD

Hipoclorito de sodio 10

ampCTABLA PARA DOSIFICAR HIPOCLORITO DE SODIO AL 10

ampLFUERTE MILITAR NAPOampRIng Carlos Falconiacute GampD

100

)

_(

_

_

)

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3600

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10

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10

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86400

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1000

)

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24

_

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ordm

)

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10

_

_

_

_

h

l

ra

dosificado

bomba

Cap

h

l

clorada

solucioacuten

Caudal

ra

dosificado

bomba

apertura

h

l

h

s

s

l

agua

Caudal

l

mg

solucioacuten

ioacuten

Concentrac

l

mg

cloro

Dosis

clorada

solucioacuten

Caudal

sodio

de

o

hipoclorit

Densidad

sodio

de

o

Hipoclorit

Litros

e

equivalent

diario

Peso

d

l

d

s

g

mg

l

g

solucioacuten

Conc

l

mg

Dosis

bombeo

horas

N

s

l

Caudal

sodio

de

o

Hipoclorit

Litros

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10____10______

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24

__ordm

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10____

hlradosificadobombaCap

hlcloradasolucioacutenCaudal

radosificadobombaapertura

hlhsslaguaCaudal

lmgsolucioacutenioacutenConcentrac

lmgcloroDosis

cloradasolucioacutenCaudal

sodiodeohipocloritDensidadsodiodeoHipocloritLitroseequivalentdiarioPeso

dlds

gmglgsolucioacutenConc

lmgDosis

bombeohorasN

slCaudal

sodiodeoHipocloritLitros

MBD00089934unknown

Vertedero triangular

Tanque rompe-presioacuten

Estacioacuten bombeo

Aforo principios cinemaacutetica

Tablas hipoclorito de calcio

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

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_

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0

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15

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3

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5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	g HTHdiacutea		133		136		139		141		144		147		149		152		155		157
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	g HTHdiacutea		160		163		165		168		171		173		176		179		181		184
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	g HTHdiacutea		187		189		192		195		197		200		203		205		208		211
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	g HTHdiacutea		213		216		218		221		224		226		229		232		234		237
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	g HTHdiacutea		240		242		245		248		250		253		256		258		261		264
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS
							1		ONZA		2835		GRAMOS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				050		LS		133		GRAMOS
			CAMBIAR VALOR							94		ONZAS(ls)
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				500		MILILITROS

Caudal en ls (tuberiacutea de entrada salida)
		DISTANCIA D (HORIZONTAL)
		020		021		022		023		024		025		026		027		028		029		030
DISTANCIA H (VERTICAL)		015		048		050		052		055		057		059		062		064		067		069		071
	016		046		048		051		053		055		058		060		062		064		067		069
	017		045		047		049		051		054		056		058		060		062		065		067
	018		043		046		048		050		052		054		056		059		061		063		065
	019		042		044		046		049		051		053		055		057		059		061		063
	020		041		043		045		047		049		051		053		056		058		060		062
	021		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058		060
	022		039		041		043		045		047		049		051		053		055		057		059
	023		038		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058
	024		038		039		041		043		045		047		049		051		053		054		056
	025		037		039		040		042		044		046		048		050		052		053		055
	DIAMETRO TUBERIA SALIDA					00254		m

FECHA		ARRANQUE		PARADA		T_BOM		T_LLEN			RESULTADOS
	hhmmss		hhmmss		hhmmss		hhmmss		Ndeg		Q_ALC		Q_BOM		A-PHORA		T_BOM		T_LLEN
October 11 2000		154300		154415		00115			1		40		234		98		00115		00607
	155015		155130		00115		00600			40		234
	155725		155840		00115		00555			41		235
	160510		160625		00115		00630			37		231
	161230		161345		00115		00605			40		234
	194500		194617		00117			2		32		232		82		00112		00739
	195303		195415		00112		00646			36		238
	200115		200228		00113		00700			35		234
	201040		201150		00110		00812			30		237
	202028		202139		00111		00838			28		233
	Dimensiones tanque de bombeo						Nuacutemero de arranques - parada recomendados por hora
	L		196		m				P - HP		NRO
	A		165					30		8
	H		045					60		3
	V		1455		m^3

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)
t (seg)		Tiempo en deacutecimas de segundos
	- 0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
75		067		067		066		066		066		066		066		066		066		066
76		066		066		066		066		065		065		065		065		065		065
77		065		065		065		065		065		065		064		064		064		064
78		064		064		064		064		064		064		064		064		063		063
79		063		063		063		063		063		063		063		063		063		063
80		063		062		062		062		062		062		062		062		062		062
81		062		062		062		062		061		061		061		061		061		061
82		061		061		061		061		061		061		061		060		060		060
83		060		060		060		060		060		060		060		060		060		060
84		060		059		059		059		059		059		059		059		059		059
h		005		m2			L		100		m				Cambiar valores
a		100		m2			A		100		m

VERTEDERO TRIANGULAR
	COEFICIENTE DE DESCARGA μ VERTEDERO TRIANGULAR
H		0		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		06520		06480		06444		06413		06385		06360		06338		06317		06298		06281
002		06265		06250		06237		06224		06212		06200		06190		06179		06170		06161
003		06152		06144		06136		06129		06122		06115		06109		06102		06096		06091
004		06085		06080		06075		06070		06065		06060		06056		06051		06047		06043
005		06039		06035		06032		06028		06024		06021		06018		06014		06011		06008
006		06005		06002		05999		05997		05994		05991		05989		05986		05984		05981
007		05979		05977		05974		05972		05970		05968		05966		05964		05962		05960
008		05958		05956		05954		05952		05950		05948		05947		05945		05943		05942
009		05940		05938		05937		05935		05934		05932		05931		05929		05928		05927
010		05925		05924		05922		05921		05920		05918		05917		05916		05915		05914
011		05912		05911		05910		05909		05908		05907		05905		05904		05903		05902
012		05901		05900		05899		05898		05897		05896		05895		05894		05893		05892
013		05891		05890		05889		05889		05888		05887		05886		05885		05884		05883
014		05883		05882		05881		05880		05879		05878		05878		05877		05876		05875
015		05875		05874		05873		05872		05872		05871		05870		05870		05869		05868
016		05868		05867		05866		05865		05865		05864		05864		05863		05862		05862
	COEFICIENTE GENERAL VERTEDERO TRIANGULAR
	0000		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		267		265		264		262		261		260		259		258		258		257
002		256		256		255		255		254		254		253		253		252		252
003		252		251		251		251		250		250		250		250		249		249
004		249		249		249		248		248		248		248		248		247		247
005		247		247		247		247		247		246		246		246		246		246
006		246		246		245		245		245		245		245		245		245		245
007		245		245		244		244		244		244		244		244		244		244
008		244		244		244		244		243		243		243		243		243		243
009		243		243		243		243		243		243		243		243		243		242
010		242		242		242		242		242		242		242		242		242		242
011		242		242		242		242		242		242		242		242		242		242
012		241		241		241		241		241		241		241		241		241		241
013		241		241		241		241		241		241		241		241		241		241
014		241		241		241		241		241		241		241		240		240		240
015		240		240		240		240		240		240		240		240		240		240
016		240		240		240		240		240		240		240		240		240		240
	CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)
ALTURA (m)		FRACCIONES DE ALTURA (m)
	0000		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		003		003		004		005		006		007		008		010		011		013
002		015		016		018		020		023		025		028		030		033		036
003		039		043		046		050		053		057		061		066		070		075
004		080		085		090		095		101		107		112		119		125		131
005		138		145		152		160		167		175		183		191		199		208
006		217		226		235		244		254		264		274		285		295		306
007		317		328		340		352		364		376		389		401		414		428
008		441		455		469		483		498		513		528		543		559		574
009		591		607		624		641		658		675		693		711		729		748
010		767		786		805		825		845		865		886		907		928		949
011		971		993		1015		1038		1061		1084		1107		1131		1155		1180
012		1204		1230		1255		1281		1306		1333		1359		1386		1413		1441
013		1469		1497		1526		1554		1583		1613		1643		1673		1703		1734
014		1765		1797		1828		1861		1893		1926		1959		1992		2026		2060
015		2095		2129		2165		2200		2236		2272		2309		2346		2383		2421
016		2458		2497		2535		2574		2614		2654		2694		2734		2775		2816
	ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO					120		Es factible cambiar el valor del aacutengulo
INSTRUCCIONES
1		El operador mide la carga de agua sobre el vertedero aguas arriba de la descarga
2		Por ejemplo el operador midioacute 45 centiacutemetros de carga de agua(0045 m) El caudal es hellip ls

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		010		020		030		040		050		060		070		080		090
3
	l solucioacutendiacutea		3		3		3		3		3		3		3		3		3		3
	ppm Solucioacuten		4565		4718		4870		5022		5174		5326		5478		5631		5783		5935
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
4
	l solucioacutendiacutea		3		4		4		4		4		4		4		4		4		4
	ppm Solucioacuten		6087		6239		6392		6544		6696		6848		7000		7152		7305		7457
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
5
	l solucioacutendiacutea		4		4		4		5		5		5		5		5		5		5
	ppm Solucioacuten		7609		7761		7913		8066		8218		8370		8522		8674		8826		8979
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
6
	l solucioacutendiacutea		5		5		5		5		6		6		6		6		6		6
	ppm Solucioacuten		9131		9283		9435		9587		9739		9892		10044		10196		10348		10500
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
7
	l solucioacutendiacutea		6		6		6		6		6		6		7		7		7		7
	ppm Solucioacuten		10653		10805		10957		11109		11261		11413		11566		11718		11870		12022
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
VOLUMEN DEL TANQUE DOSIFICADOR					56775		LITROS			CONCENTRACION SOLUCION				100		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR					100		gm3			VOLUMEN DE CONTROL				250		ml
CAUDAL BOMBA DOSIFICADORA					150		GPD
				5678		LD

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		010		020		030		040		050		060		070		080		090
3
	g HTHdiacutea		3990		4130		4260		4390		4520		4660		4790		4920		5060		5190
	ppm Solucioacuten		4568		4728		4877		5026		5175		5335		5484		5633		5793		5942
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00621		00621		00620		00620		00621		00620		00620		00621		00620
4
	g HTHdiacutea		5320		5450		5590		5720		5850		5990		6120		6250		6390		6520
	ppm Solucioacuten		6091		6240		6400		6549		6697		6858		7007		7155		7316		7465
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00621		00620
5
	g HTHdiacutea		6650		6780		6920		7050		7180		7320		7450		7580		7710		7850
	ppm Solucioacuten		7613		7762		7923		8071		8220		8380		8529		8678		8827		8987
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
6
	g HTHdiacutea		7980		8110		8250		8380		8510		8640		8780		8910		9040		9180
	ppm Solucioacuten		9136		9285		9445		9594		9743		9892		10052		10201		10350		10510
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
7
	g HTHdiacutea		9310		9440		9580		9710		9840		9970		10110		10240		10370		10510
	ppm Solucioacuten		10659		10808		10968		11117		11266		11414		11575		11723		11872		12033
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				56775		LITROS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				10		gm3		CAMBIAR VALOR
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				250		MILILITROS
CAUDAL BOMBA DOSIFICADORA				150		GPD
			56775		LD

Hipoclorito de sodio 10

ampCTABLA PARA DOSIFICAR HIPOCLORITO DE SODIO AL 10

ampLFUERTE MILITAR NAPOampRIng Carlos Falconiacute GampD

100

)

_(

_

_

)

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_

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3600

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10

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86400

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1000

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24

_

_

ordm

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_(

10

_

_

_

_

h

l

ra

dosificado

bomba

Cap

h

l

clorada

solucioacuten

Caudal

ra

dosificado

bomba

apertura

h

l

h

s

s

l

agua

Caudal

l

mg

solucioacuten

ioacuten

Concentrac

l

mg

cloro

Dosis

clorada

solucioacuten

Caudal

sodio

de

o

hipoclorit

Densidad

sodio

de

o

Hipoclorit

Litros

e

equivalent

diario

Peso

d

l

d

s

g

mg

l

g

solucioacuten

Conc

l

mg

Dosis

bombeo

horas

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Hipoclorit

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10____10______

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24

__ordm

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10____

hlradosificadobombaCap

hlcloradasolucioacutenCaudal

radosificadobombaapertura

hlhsslaguaCaudal

lmgsolucioacutenioacutenConcentrac

lmgcloroDosis

cloradasolucioacutenCaudal

sodiodeohipocloritDensidadsodiodeoHipocloritLitroseequivalentdiarioPeso

dlds

gmglgsolucioacutenConc

lmgDosis

bombeohorasN

slCaudal

sodiodeoHipocloritLitros

MBD00089934unknown

Vertedero triangular

Tanque rompe-presioacuten

Estacioacuten bombeo

Aforo principios cinemaacutetica

Tablas hipoclorito de calcio

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

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15

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3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	g HTHdiacutea		133		136		139		141		144		147		149		152		155		157
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	g HTHdiacutea		160		163		165		168		171		173		176		179		181		184
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	g HTHdiacutea		187		189		192		195		197		200		203		205		208		211
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	g HTHdiacutea		213		216		218		221		224		226		229		232		234		237
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	g HTHdiacutea		240		242		245		248		250		253		256		258		261		264
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS
							1		ONZA		2835		GRAMOS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				050		LS		133		GRAMOS
			CAMBIAR VALOR							94		ONZAS(ls)
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				500		MILILITROS

Caudal en ls (tuberiacutea de entrada salida)
		DISTANCIA D (HORIZONTAL)
		020		021		022		023		024		025		026		027		028		029		030
DISTANCIA H (VERTICAL)		015		048		050		052		055		057		059		062		064		067		069		071
	016		046		048		051		053		055		058		060		062		064		067		069
	017		045		047		049		051		054		056		058		060		062		065		067
	018		043		046		048		050		052		054		056		059		061		063		065
	019		042		044		046		049		051		053		055		057		059		061		063
	020		041		043		045		047		049		051		053		056		058		060		062
	021		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058		060
	022		039		041		043		045		047		049		051		053		055		057		059
	023		038		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058
	024		038		039		041		043		045		047		049		051		053		054		056
	025		037		039		040		042		044		046		048		050		052		053		055
	DIAMETRO TUBERIA SALIDA					00254		m

FECHA		ARRANQUE		PARADA		T_BOM		T_LLEN			RESULTADOS
	hhmmss		hhmmss		hhmmss		hhmmss		Ndeg		Q_ALC		Q_BOM		A-PHORA		T_BOM		T_LLEN
October 11 2000		154300		154415		00115			1		40		234		98		00115		00607
	155015		155130		00115		00600			40		234
	155725		155840		00115		00555			41		235
	160510		160625		00115		00630			37		231
	161230		161345		00115		00605			40		234
	194500		194617		00117			2		32		232		82		00112		00739
	195303		195415		00112		00646			36		238
	200115		200228		00113		00700			35		234
	201040		201150		00110		00812			30		237
	202028		202139		00111		00838			28		233
	Dimensiones tanque de bombeo						Nuacutemero de arranques - parada recomendados por hora
	L		196		m				P - HP		NRO
	A		165					30		8
	H		045					60		3
	V		1455		m^3

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)
t (seg)		Tiempo en deacutecimas de segundos
	- 0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
75		067		067		066		066		066		066		066		066		066		066
76		066		066		066		066		065		065		065		065		065		065
77		065		065		065		065		065		065		064		064		064		064
78		064		064		064		064		064		064		064		064		063		063
79		063		063		063		063		063		063		063		063		063		063
80		063		062		062		062		062		062		062		062		062		062
81		062		062		062		062		061		061		061		061		061		061
82		061		061		061		061		061		061		061		060		060		060
83		060		060		060		060		060		060		060		060		060		060
84		060		059		059		059		059		059		059		059		059		059
h		005		m2			L		100		m				Cambiar valores
a		100		m2			A		100		m

VERTEDERO TRIANGULAR
	COEFICIENTE DE DESCARGA μ VERTEDERO TRIANGULAR
H		0		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		06520		06480		06444		06413		06385		06360		06338		06317		06298		06281
002		06265		06250		06237		06224		06212		06200		06190		06179		06170		06161
003		06152		06144		06136		06129		06122		06115		06109		06102		06096		06091
004		06085		06080		06075		06070		06065		06060		06056		06051		06047		06043
005		06039		06035		06032		06028		06024		06021		06018		06014		06011		06008
006		06005		06002		05999		05997		05994		05991		05989		05986		05984		05981
007		05979		05977		05974		05972		05970		05968		05966		05964		05962		05960
008		05958		05956		05954		05952		05950		05948		05947		05945		05943		05942
009		05940		05938		05937		05935		05934		05932		05931		05929		05928		05927
010		05925		05924		05922		05921		05920		05918		05917		05916		05915		05914
011		05912		05911		05910		05909		05908		05907		05905		05904		05903		05902
012		05901		05900		05899		05898		05897		05896		05895		05894		05893		05892
013		05891		05890		05889		05889		05888		05887		05886		05885		05884		05883
014		05883		05882		05881		05880		05879		05878		05878		05877		05876		05875
015		05875		05874		05873		05872		05872		05871		05870		05870		05869		05868
016		05868		05867		05866		05865		05865		05864		05864		05863		05862		05862
	COEFICIENTE GENERAL VERTEDERO TRIANGULAR
	0000		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		267		265		264		262		261		260		259		258		258		257
002		256		256		255		255		254		254		253		253		252		252
003		252		251		251		251		250		250		250		250		249		249
004		249		249		249		248		248		248		248		248		247		247
005		247		247		247		247		247		246		246		246		246		246
006		246		246		245		245		245		245		245		245		245		245
007		245		245		244		244		244		244		244		244		244		244
008		244		244		244		244		243		243		243		243		243		243
009		243		243		243		243		243		243		243		243		243		242
010		242		242		242		242		242		242		242		242		242		242
011		242		242		242		242		242		242		242		242		242		242
012		241		241		241		241		241		241		241		241		241		241
013		241		241		241		241		241		241		241		241		241		241
014		241		241		241		241		241		241		241		240		240		240
015		240		240		240		240		240		240		240		240		240		240
016		240		240		240		240		240		240		240		240		240		240
	CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)
ALTURA (m)		FRACCIONES DE ALTURA (m)
	0000		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		003		003		004		005		006		007		008		010		011		013
002		015		016		018		020		023		025		028		030		033		036
003		039		043		046		050		053		057		061		066		070		075
004		080		085		090		095		101		107		112		119		125		131
005		138		145		152		160		167		175		183		191		199		208
006		217		226		235		244		254		264		274		285		295		306
007		317		328		340		352		364		376		389		401		414		428
008		441		455		469		483		498		513		528		543		559		574
009		591		607		624		641		658		675		693		711		729		748
010		767		786		805		825		845		865		886		907		928		949
011		971		993		1015		1038		1061		1084		1107		1131		1155		1180
012		1204		1230		1255		1281		1306		1333		1359		1386		1413		1441
013		1469		1497		1526		1554		1583		1613		1643		1673		1703		1734
014		1765		1797		1828		1861		1893		1926		1959		1992		2026		2060
015		2095		2129		2165		2200		2236		2272		2309		2346		2383		2421
016		2458		2497		2535		2574		2614		2654		2694		2734		2775		2816
	ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO					120		Es factible cambiar el valor del aacutengulo
INSTRUCCIONES
1		El operador mide la carga de agua sobre el vertedero aguas arriba de la descarga
2		Por ejemplo el operador midioacute 45 centiacutemetros de carga de agua(0045 m) El caudal es hellip ls

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		010		020		030		040		050		060		070		080		090
3
	l solucioacutendiacutea		3		3		3		3		3		3		3		3		3		3
	ppm Solucioacuten		4565		4718		4870		5022		5174		5326		5478		5631		5783		5935
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
4
	l solucioacutendiacutea		3		4		4		4		4		4		4		4		4		4
	ppm Solucioacuten		6087		6239		6392		6544		6696		6848		7000		7152		7305		7457
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
5
	l solucioacutendiacutea		4		4		4		5		5		5		5		5		5		5
	ppm Solucioacuten		7609		7761		7913		8066		8218		8370		8522		8674		8826		8979
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
6
	l solucioacutendiacutea		5		5		5		5		6		6		6		6		6		6
	ppm Solucioacuten		9131		9283		9435		9587		9739		9892		10044		10196		10348		10500
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
7
	l solucioacutendiacutea		6		6		6		6		6		6		7		7		7		7
	ppm Solucioacuten		10653		10805		10957		11109		11261		11413		11566		11718		11870		12022
	q lh		24		24		24		24		24		24		24		24		24		24
	Abertura		100		100		100		100		100		100		100		100		100		100
	t_aforo (h m s)		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620		00620
VOLUMEN DEL TANQUE DOSIFICADOR					56775		LITROS			CONCENTRACION SOLUCION				100		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR					100		gm3			VOLUMEN DE CONTROL				250		ml
CAUDAL BOMBA DOSIFICADORA					150		GPD
				5678		LD

Vertedero triangular

Tanque rompe-presioacuten

Estacioacuten bombeo

Aforo principios cinemaacutetica

Tablas hipoclorito de calcio

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

)

_

_

(

087

0

565

0

)

_

_

_(

2

tan

2

15

8

3

2

5

-

+

=

=

m

a

m

smenQ

cmenh

h

menhhggQ

__

)__(

0870

5650

)___(

2

tan2

15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	g HTHdiacutea		133		136		139		141		144		147		149		152		155		157
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	g HTHdiacutea		160		163		165		168		171		173		176		179		181		184
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	g HTHdiacutea		187		189		192		195		197		200		203		205		208		211
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	g HTHdiacutea		213		216		218		221		224		226		229		232		234		237
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	g HTHdiacutea		240		242		245		248		250		253		256		258		261		264
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS
							1		ONZA		2835		GRAMOS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				050		LS		133		GRAMOS
			CAMBIAR VALOR							94		ONZAS(ls)
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				500		MILILITROS

Caudal en ls (tuberiacutea de entrada salida)
		DISTANCIA D (HORIZONTAL)
		020		021		022		023		024		025		026		027		028		029		030
DISTANCIA H (VERTICAL)		015		048		050		052		055		057		059		062		064		067		069		071
	016		046		048		051		053		055		058		060		062		064		067		069
	017		045		047		049		051		054		056		058		060		062		065		067
	018		043		046		048		050		052		054		056		059		061		063		065
	019		042		044		046		049		051		053		055		057		059		061		063
	020		041		043		045		047		049		051		053		056		058		060		062
	021		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058		060
	022		039		041		043		045		047		049		051		053		055		057		059
	023		038		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058
	024		038		039		041		043		045		047		049		051		053		054		056
	025		037		039		040		042		044		046		048		050		052		053		055
	DIAMETRO TUBERIA SALIDA					00254		m

FECHA		ARRANQUE		PARADA		T_BOM		T_LLEN			RESULTADOS
	hhmmss		hhmmss		hhmmss		hhmmss		Ndeg		Q_ALC		Q_BOM		A-PHORA		T_BOM		T_LLEN
October 11 2000		154300		154415		00115			1		40		234		98		00115		00607
	155015		155130		00115		00600			40		234
	155725		155840		00115		00555			41		235
	160510		160625		00115		00630			37		231
	161230		161345		00115		00605			40		234
	194500		194617		00117			2		32		232		82		00112		00739
	195303		195415		00112		00646			36		238
	200115		200228		00113		00700			35		234
	201040		201150		00110		00812			30		237
	202028		202139		00111		00838			28		233
	Dimensiones tanque de bombeo						Nuacutemero de arranques - parada recomendados por hora
	L		196		m				P - HP		NRO
	A		165					30		8
	H		045					60		3
	V		1455		m^3

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)
t (seg)		Tiempo en deacutecimas de segundos
	- 0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
75		067		067		066		066		066		066		066		066		066		066
76		066		066		066		066		065		065		065		065		065		065
77		065		065		065		065		065		065		064		064		064		064
78		064		064		064		064		064		064		064		064		063		063
79		063		063		063		063		063		063		063		063		063		063
80		063		062		062		062		062		062		062		062		062		062
81		062		062		062		062		061		061		061		061		061		061
82		061		061		061		061		061		061		061		060		060		060
83		060		060		060		060		060		060		060		060		060		060
84		060		059		059		059		059		059		059		059		059		059
h		005		m2			L		100		m				Cambiar valores
a		100		m2			A		100		m

VERTEDERO TRIANGULAR
	COEFICIENTE DE DESCARGA μ VERTEDERO TRIANGULAR
H		0		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		06520		06480		06444		06413		06385		06360		06338		06317		06298		06281
002		06265		06250		06237		06224		06212		06200		06190		06179		06170		06161
003		06152		06144		06136		06129		06122		06115		06109		06102		06096		06091
004		06085		06080		06075		06070		06065		06060		06056		06051		06047		06043
005		06039		06035		06032		06028		06024		06021		06018		06014		06011		06008
006		06005		06002		05999		05997		05994		05991		05989		05986		05984		05981
007		05979		05977		05974		05972		05970		05968		05966		05964		05962		05960
008		05958		05956		05954		05952		05950		05948		05947		05945		05943		05942
009		05940		05938		05937		05935		05934		05932		05931		05929		05928		05927
010		05925		05924		05922		05921		05920		05918		05917		05916		05915		05914
011		05912		05911		05910		05909		05908		05907		05905		05904		05903		05902
012		05901		05900		05899		05898		05897		05896		05895		05894		05893		05892
013		05891		05890		05889		05889		05888		05887		05886		05885		05884		05883
014		05883		05882		05881		05880		05879		05878		05878		05877		05876		05875
015		05875		05874		05873		05872		05872		05871		05870		05870		05869		05868
016		05868		05867		05866		05865		05865		05864		05864		05863		05862		05862
	COEFICIENTE GENERAL VERTEDERO TRIANGULAR
	0000		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		267		265		264		262		261		260		259		258		258		257
002		256		256		255		255		254		254		253		253		252		252
003		252		251		251		251		250		250		250		250		249		249
004		249		249		249		248		248		248		248		248		247		247
005		247		247		247		247		247		246		246		246		246		246
006		246		246		245		245		245		245		245		245		245		245
007		245		245		244		244		244		244		244		244		244		244
008		244		244		244		244		243		243		243		243		243		243
009		243		243		243		243		243		243		243		243		243		242
010		242		242		242		242		242		242		242		242		242		242
011		242		242		242		242		242		242		242		242		242		242
012		241		241		241		241		241		241		241		241		241		241
013		241		241		241		241		241		241		241		241		241		241
014		241		241		241		241		241		241		241		240		240		240
015		240		240		240		240		240		240		240		240		240		240
016		240		240		240		240		240		240		240		240		240		240
	CAUDAL VERTEDERO TRIANGULAR (ls)
ALTURA (m)		FRACCIONES DE ALTURA (m)
	0000		0001		0002		0003		0004		0005		0006		0007		0008		0009
001		003		003		004		005		006		007		008		010		011		013
002		015		016		018		020		023		025		028		030		033		036
003		039		043		046		050		053		057		061		066		070		075
004		080		085		090		095		101		107		112		119		125		131
005		138		145		152		160		167		175		183		191		199		208
006		217		226		235		244		254		264		274		285		295		306
007		317		328		340		352		364		376		389		401		414		428
008		441		455		469		483		498		513		528		543		559		574
009		591		607		624		641		658		675		693		711		729		748
010		767		786		805		825		845		865		886		907		928		949
011		971		993		1015		1038		1061		1084		1107		1131		1155		1180
012		1204		1230		1255		1281		1306		1333		1359		1386		1413		1441
013		1469		1497		1526		1554		1583		1613		1643		1673		1703		1734
014		1765		1797		1828		1861		1893		1926		1959		1992		2026		2060
015		2095		2129		2165		2200		2236		2272		2309		2346		2383		2421
016		2458		2497		2535		2574		2614		2654		2694		2734		2775		2816
	ANGULO ESCOTADURA VERTEDERO					120		Es factible cambiar el valor del aacutengulo
INSTRUCCIONES
1		El operador mide la carga de agua sobre el vertedero aguas arriba de la descarga
2		Por ejemplo el operador midioacute 45 centiacutemetros de carga de agua(0045 m) El caudal es hellip ls

Tanque rompe-presioacuten

Estacioacuten bombeo

Aforo principios cinemaacutetica

Tablas hipoclorito de calcio

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

)

_

_

(

087

0

565

0

)

_

_

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2

tan

2

15

8

3

2

5

-

+

=

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m

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m

smenQ

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h

menhhggQ

__

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0870

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2

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15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	g HTHdiacutea		133		136		139		141		144		147		149		152		155		157
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	g HTHdiacutea		160		163		165		168		171		173		176		179		181		184
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	g HTHdiacutea		187		189		192		195		197		200		203		205		208		211
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	g HTHdiacutea		213		216		218		221		224		226		229		232		234		237
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	g HTHdiacutea		240		242		245		248		250		253		256		258		261		264
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS
							1		ONZA		2835		GRAMOS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				050		LS		133		GRAMOS
			CAMBIAR VALOR							94		ONZAS(ls)
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				500		MILILITROS

Caudal en ls (tuberiacutea de entrada salida)
		DISTANCIA D (HORIZONTAL)
		020		021		022		023		024		025		026		027		028		029		030
DISTANCIA H (VERTICAL)		015		048		050		052		055		057		059		062		064		067		069		071
	016		046		048		051		053		055		058		060		062		064		067		069
	017		045		047		049		051		054		056		058		060		062		065		067
	018		043		046		048		050		052		054		056		059		061		063		065
	019		042		044		046		049		051		053		055		057		059		061		063
	020		041		043		045		047		049		051		053		056		058		060		062
	021		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058		060
	022		039		041		043		045		047		049		051		053		055		057		059
	023		038		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058
	024		038		039		041		043		045		047		049		051		053		054		056
	025		037		039		040		042		044		046		048		050		052		053		055
	DIAMETRO TUBERIA SALIDA					00254		m

FECHA		ARRANQUE		PARADA		T_BOM		T_LLEN			RESULTADOS
	hhmmss		hhmmss		hhmmss		hhmmss		Ndeg		Q_ALC		Q_BOM		A-PHORA		T_BOM		T_LLEN
October 11 2000		154300		154415		00115			1		40		234		98		00115		00607
	155015		155130		00115		00600			40		234
	155725		155840		00115		00555			41		235
	160510		160625		00115		00630			37		231
	161230		161345		00115		00605			40		234
	194500		194617		00117			2		32		232		82		00112		00739
	195303		195415		00112		00646			36		238
	200115		200228		00113		00700			35		234
	201040		201150		00110		00812			30		237
	202028		202139		00111		00838			28		233
	Dimensiones tanque de bombeo						Nuacutemero de arranques - parada recomendados por hora
	L		196		m				P - HP		NRO
	A		165					30		8
	H		045					60		3
	V		1455		m^3

Caudales en tanque rompepresioacuten (ls)
t (seg)		Tiempo en deacutecimas de segundos
	- 0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
75		067		067		066		066		066		066		066		066		066		066
76		066		066		066		066		065		065		065		065		065		065
77		065		065		065		065		065		065		064		064		064		064
78		064		064		064		064		064		064		064		064		063		063
79		063		063		063		063		063		063		063		063		063		063
80		063		062		062		062		062		062		062		062		062		062
81		062		062		062		062		061		061		061		061		061		061
82		061		061		061		061		061		061		061		060		060		060
83		060		060		060		060		060		060		060		060		060		060
84		060		059		059		059		059		059		059		059		059		059
h		005		m2			L		100		m				Cambiar valores
a		100		m2			A		100		m

Estacioacuten bombeo

Aforo principios cinemaacutetica

Tablas hipoclorito de calcio

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

)

_

_

(

087

0

565

0

)

_

_

_(

2

tan

2

15

8

3

2

5

-

+

=

=

m

a

m

smenQ

cmenh

h

menhhggQ

__

)__(

0870

5650

)___(

2

tan2

15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	g HTHdiacutea		133		136		139		141		144		147		149		152		155		157
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	g HTHdiacutea		160		163		165		168		171		173		176		179		181		184
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	g HTHdiacutea		187		189		192		195		197		200		203		205		208		211
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	g HTHdiacutea		213		216		218		221		224		226		229		232		234		237
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	g HTHdiacutea		240		242		245		248		250		253		256		258		261		264
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS
							1		ONZA		2835		GRAMOS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				050		LS		133		GRAMOS
			CAMBIAR VALOR							94		ONZAS(ls)
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				500		MILILITROS

Caudal en ls (tuberiacutea de entrada salida)
		DISTANCIA D (HORIZONTAL)
		020		021		022		023		024		025		026		027		028		029		030
DISTANCIA H (VERTICAL)		015		048		050		052		055		057		059		062		064		067		069		071
	016		046		048		051		053		055		058		060		062		064		067		069
	017		045		047		049		051		054		056		058		060		062		065		067
	018		043		046		048		050		052		054		056		059		061		063		065
	019		042		044		046		049		051		053		055		057		059		061		063
	020		041		043		045		047		049		051		053		056		058		060		062
	021		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058		060
	022		039		041		043		045		047		049		051		053		055		057		059
	023		038		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058
	024		038		039		041		043		045		047		049		051		053		054		056
	025		037		039		040		042		044		046		048		050		052		053		055
	DIAMETRO TUBERIA SALIDA					00254		m

FECHA		ARRANQUE		PARADA		T_BOM		T_LLEN			RESULTADOS
	hhmmss		hhmmss		hhmmss		hhmmss		Ndeg		Q_ALC		Q_BOM		A-PHORA		T_BOM		T_LLEN
October 11 2000		154300		154415		00115			1		40		234		98		00115		00607
	155015		155130		00115		00600			40		234
	155725		155840		00115		00555			41		235
	160510		160625		00115		00630			37		231
	161230		161345		00115		00605			40		234
	194500		194617		00117			2		32		232		82		00112		00739
	195303		195415		00112		00646			36		238
	200115		200228		00113		00700			35		234
	201040		201150		00110		00812			30		237
	202028		202139		00111		00838			28		233
	Dimensiones tanque de bombeo						Nuacutemero de arranques - parada recomendados por hora
	L		196		m				P - HP		NRO
	A		165					30		8
	H		045					60		3
	V		1455		m^3

Aforo principios cinemaacutetica

Tablas hipoclorito de calcio

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

)

_

_

(

087

0

565

0

)

_

_

_(

2

tan

2

15

8

3

2

5

-

+

=

=

m

a

m

smenQ

cmenh

h

menhhggQ

__

)__(

0870

5650

)___(

2

tan2

15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	g HTHdiacutea		133		136		139		141		144		147		149		152		155		157
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	g HTHdiacutea		160		163		165		168		171		173		176		179		181		184
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	g HTHdiacutea		187		189		192		195		197		200		203		205		208		211
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	g HTHdiacutea		213		216		218		221		224		226		229		232		234		237
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	g HTHdiacutea		240		242		245		248		250		253		256		258		261		264
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS
							1		ONZA		2835		GRAMOS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				050		LS		133		GRAMOS
			CAMBIAR VALOR							94		ONZAS(ls)
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				500		MILILITROS

Caudal en ls (tuberiacutea de entrada salida)
		DISTANCIA D (HORIZONTAL)
		020		021		022		023		024		025		026		027		028		029		030
DISTANCIA H (VERTICAL)		015		048		050		052		055		057		059		062		064		067		069		071
	016		046		048		051		053		055		058		060		062		064		067		069
	017		045		047		049		051		054		056		058		060		062		065		067
	018		043		046		048		050		052		054		056		059		061		063		065
	019		042		044		046		049		051		053		055		057		059		061		063
	020		041		043		045		047		049		051		053		056		058		060		062
	021		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058		060
	022		039		041		043		045		047		049		051		053		055		057		059
	023		038		040		042		044		046		048		050		052		054		056		058
	024		038		039		041		043		045		047		049		051		053		054		056
	025		037		039		040		042		044		046		048		050		052		053		055
	DIAMETRO TUBERIA SALIDA					00254		m

Tablas hipoclorito de calcio

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

)

_

_

(

087

0

565

0

)

_

_

_(

2

tan

2

15

8

3

2

5

-

+

=

=

m

a

m

smenQ

cmenh

h

menhhggQ

__

)__(

0870

5650

)___(

2

tan2

15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	g HTHdiacutea		133		136		139		141		144		147		149		152		155		157
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	g HTHdiacutea		160		163		165		168		171		173		176		179		181		184
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	g HTHdiacutea		187		189		192		195		197		200		203		205		208		211
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	g HTHdiacutea		213		216		218		221		224		226		229		232		234		237
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	g HTHdiacutea		240		242		245		248		250		253		256		258		261		264
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS
							1		ONZA		2835		GRAMOS
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				050		LS		133		GRAMOS
			CAMBIAR VALOR							94		ONZAS(ls)
CONCENTRACION HTH				65
VOLUMEN DE CONTROL				500		MILILITROS

Tablas hipoclorito de sodio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

)

_

_

(

087

0

565

0

)

_

_

_(

2

tan

2

15

8

3

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5

-

+

=

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m

a

m

smenQ

cmenh

h

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__

)__(

0870

5650

)___(

2

tan2

15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

CAMBIAR VALOR			FRACCIONES DE CAUDAL (ls)
Caudal (ls)			000		001		002		003		004		005		006		007		008		009
05
	l solucioacutendiacutea		288		295		301		306		312		319		323		329		336		340
	ppm Solucioacuten		346		354		361		367		374		382		387		395		403		408
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
06
	l solucioacutendiacutea		347		353		358		364		371		375		381		388		392		399
	ppm Solucioacuten		416		424		429		437		445		450		458		465		471		478
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
07
	l solucioacutendiacutea		405		410		416		423		427		433		440		444		451		457
	ppm Solucioacuten		486		491		499		507		512		520		528		533		541		549
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
08
	l solucioacutendiacutea		462		468		472		479		485		490		496		503		507		514
	ppm Solucioacuten		554		562		567		575		582		588		595		603		608		616
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
09
	l solucioacutendiacutea		520		524		531		537		542		548		555		559		566		572
	ppm Solucioacuten		624		629		637		645		650		658		666		671		679		686
	q mls		29		29		29		29		29		29		29		29		29		29
	t_aforo (h m s)		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017		00017
VOLUMEN DEL TANQUE HIPOCLORADOR				500		LITROS				CONCENTRACION SOLUCION				6		gl
DOSIS DE CLORO A APLICAR				200		gm3				VOLUMEN DE CONTROL				50		ml
Volumen total de solucioacuten de hipoclorito de sodio						30		litros
Volumen diario de solucioacuten de hipoclorito de sodio						353		litros
Peacuterdida de cloro activo diaria						075		gdiacutea
	Diacutea		1		2		3		4		5		6		7
	gl		60		53		45		38		30		23		15
	Vol Corregido (l)		353		404		471		565		706		942		1413
	Volumen total (l)		--		--		--		--		--		--		--
PD		Los cambios de valores se efectuacutean en la hoja de caacutelculo Hipoclorito de calcio

Aforo quiacutemico

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

Q

_

_

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_

_

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087

0

565

0

)

_

_

_(

2

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2

15

8

3

2

5

-

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=

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m

a

m

smenQ

cmenh

h

menhhggQ

__

)__(

0870

5650

)___(

2

tan2

15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)

Caudal q mls		FRACIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	00		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		000		001		002		003		004		005		006		007		008		010
1		011		012		013		014		015		016		017		018		019		020
2		021		022		023		024		025		027		028		029		030		031
3		032		033		034		035		036		037		038		039		040		041
4		042		043		045		046		047		048		049		050		051		052
5		053		054		055		056		057		058		059		060		061		063
6		064		065		066		067		068		069		070		071		072		073
7		074		075		076		077		078		080		081		082		083		084
8		085		086		087		088		089		090		091		092		093		094
9		095		096		098		099		100		101		102		103		104		105
		Valores del caudal de la planta (Q ls)				q		Caudal solucioacuten clorada
CONCENTRACION DE CLORO EN EL AGUA TRATADA						1		PPM		A
PESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO APLICADO						82		GRAMOS		B
CONCENTRACION DE CLORO EN TANQUE HIPOCLORADOR						107		PPM		C
INSTRUCCIONES
1		Con el comparador de cloro determine la concentracioacuten de cloro residual en el tanque de reserva (A)
2		Verifique el peso de hipoclorito de calcio aplicado en el hipoclorador en el diacutea (B)
3		Verifique la concentracioacuten de la solucioacuten clorada (tabla hipoclorito de calcio)
4		Mida el tiempo de aforo de la solucioacuten clorada (deberiacutea coincidir con el que consta en la tabla de cloracioacuten)
5		Establezca el caudal de aplicacioacuten de la solucioacuten clorada (tabla auxiliar Nordm 2)
6		En el cruce de valores (unidad y deacutecima) encuentre el caudal que ingresa a la planta

Tabla auxiliar aforo quiacutemico

s

m

en

Q

cm

en

h

h

m

en

h

h

g

g

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_

_

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)__(

0870

5650

)___(

2

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15

8

3

2

5

MBD00027063unknown

Caudal q mls		FRACCIONES DE CAUDAL DE SOLUCION CLORADA
	0		01		02		03		04		05		06		07		08		09
0		-		500		250		167		125		100		83		71		63		56
1		50		45		42		38		36		33		31		29		28		26
2		25		24		23		22		21		20		19		19		18		17
3		17		16		16		15		15		14		14		14		13		13
4		13		12		12		12		11		11		11		11		10		10
5		10		10		10		9		9		9		9		9		9		8
6		8		8		8		8		8		8		8		7		7		7
7		7		7		7		7		7		7		7		6		6		6
8		6		6		6		6		6		6		6		6		6		6
9		6		5		5		5		5		5		5		5		5		5
	Volumen del recipiente de calibracioacuten				50		mililitros		14 LITRO
	Tiempo de aforo requerido			9		segundos
	Caudal solucioacuten de cloro			58		mililitros por segundo (mls)