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Tapa:Imagen combinada de la Supernova Remnamt captadapor el telescopio Hubble - NASA.

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PRESIDENTE DE LA NACIÓN

Dr. Néstor Kirchner

MINISTRO DE EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Lic. Daniel Filmus

SECRETARIO DE EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Prof. Alberto E. Sileoni

DIRECTORA EJECUTIVA DEL INSTITUTO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Lic. María Rosa Almandoz

DIRECTOR NACIONAL DEL CENTRO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Lic. Juan Manuel Kirschenbaum

Planta potabilizadoraMónica Alegría

Alegría, MónicaPlanta potabilizadora / Mónica Alegría; coordinado por Juan ManuelKirschenbaum.- 1a ed. - Buenos Aires: Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de laNación. Instituto Nacional de Educación Tecnológica, 2005.116 p.; 22x17 cm. (Recursos didácticos; 6)

ISBN 950-00-0501-8

1. Agua-Potabilización. I. Kirschenbaum, Juan Manuel, coord. II. Título

CDD 628.162

Fecha de catalogación: 12/05/2005

Colección Serie “Recursos didácticos”.Coordinadora general: Haydeé Noceti.

Distribución de carácter gratuito.

Queda hecho el depósito que previene la ley n° 11.723. © Todos los derechosreservados por el Ministerio de Educación, Ciencia y Técnologia - InstitutoNacional de Educación Tecnológica.

La reproducción total o parcial, en forma idéntica o modificada por cualquiermedio mecánico o electrónico incluyendo fotocopia, grabación o cualquier sis-tema de almacenamiento y recuperación de información no autorizada en formaexpresa por el editor, viola derechos reservados.

Industria Argentina.

ISBN 950-00-0501-8

Instituto Nacional de Educación TecnológicaCentro Nacional de Educación TecnológicaCeNET-Materiales

Serie: “Recursos didácticos”

1 Invernadero automatizado

2 Probador de inyectores y motores paso a paso

3 Quemador de biomasa

4 Intercomunicador por fibra óptica

5 Transmisor de datos bidireccional por fibre óptica, entre computadoras

6 Planta potabilizadora

7 Medidor de distancia y de velocidad por ultrasonido

8 Estufa de laboratorio

9 Equipamiento EMA -Características físicas de los materiales de construcción-

10 Dispositivo para evaluar parámetros de líneas

Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología.Instituto Nacional de Educación Tecnológica.Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autónoma de Buenos Aires.República Argentina.

El Instituto Nacional de EducaciónTecnológica -INET- enmarca sus líneas deacción, programas y proyectos, en las metasde:

• Coordinar y promover programasnacionales y federales orientados a for-talecer la educación técnico-profesional,articulados con los distintos niveles y ci-clos del sistema educativo nacional.

• Implementar estrategias y acciones decooperación entre distintas entidades,instituciones y organismos –gubernamen-tales y no gubernamentales-, que permi-tan el consenso en torno a las políticas,los lineamientos y el desarrollo de lasofertas educativas, cuyos resultados seanconsiderados en el Consejo Nacional deEducación-Trabajo –CoNE-T– y en elConsejo Federal de Cultura y Educación.

• Desarrollar estrategias y acciones desti-nadas a vincular y a articular las áreas deeducación técnico-profesional con lossectores del trabajo y la producción, aescala local, regional e interregional.

• Diseñar y ejecutar un plan de asistenciatécnica a las jurisdicciones en los aspectosinstitucionales, pedagógicos, organizativosy de gestión, relativos a la educación téc-

nico-profesional, en el marco de los acuer-dos y resoluciones establecidos por elConsejo Federal de Cultura y Educación.

• Diseñar y desarrollar un plan anual decapacitación, con modalidades presen-ciales, semipresenciales y a distancia, consede en el Centro Nacional de EducaciónTecnológica, y con nodos en los CentrosRegionales de Educación Tecnológica ylas Unidades de Cultura Tecnológica.

• Coordinar y promover programas deasistencia económica e incentivos fis-cales destinados a la actualización y eldesarrollo de la educación técnico-profe-sional; en particular, ejecutar lasacciones relativas a la adjudicación y elcontrol de la asignación del CréditoFiscal –Ley Nº 22.317–.

• Desarrollar mecanismos de cooperacióninternacional y acciones relativas a dife-rentes procesos de integración educativa;en particular, los relacionados con lospaíses del MERCOSUR, en lo referente ala educación técnico-profesional.

Estas metas se despliegan en distintos pro-gramas y líneas de acción de responsabilidadde nuestra institución, para el período 2003-2007:

VVIIIIII

LAS METAS, LOS PROGRAMAS Y LAS LÍNEAS DE

ACCIÓN DEL INSTITUTO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Programa 1. Formación técnica, media ysuperior no universitaria:

1.1. Homologación y validez nacional detítulos.

1.2. Registro nacional de instituciones deformación técnica.

1.3. Espacios de concertación.

1.4. Perfiles profesionales y ofertas formati-vas.

1.5. Fortalecimiento de la gestión institu-cional; equipamiento de talleres y la-boratorios.

1.6. Prácticas productivas profesiona-lizantes: Aprender emprendiendo.

Programa 2. Crédito fiscal:

2.1. Difusión y asistencia técnica.

2.2. Aplicación del régimen.

2.3. Evaluación y auditoría.

Programa 3. Formación profesional para eldesarrollo local:

3.1. Articulación con las provincias.

3.2. Diseño curricular e institucional.

3.3. Información, evaluación y certifi-cación.

Programa 4.Educación para el trabajo y laintegración social.

Programa 5. Mejoramiento de la enseñanzay del aprendizaje de la Tecnología y de laCiencia:

5.1. Formación continua.

5.2. Desarrollo de recursos didácticos.

Programa 6. Desarrollo de sistemas de infor-mación y comunicaciones:

6.1. Desarrollo de sistemas y redes.

6.2. Interactividad de centros.

Programa 7. Secretaría ejecutiva del ConsejoNacional de Educación Trabajo –CoNE-T–.

Programa 8. Cooperación internacional.

Los materiales de capacitación que, en estaocasión, estamos acercando a la comunidadeducativa a través de la serie “Recursosdidácticos”, se enmarcan en el Programa 5del INET, focalizado en el mejoramiento dela enseñanza y del aprendizaje de la Tec-nología y de la Ciencia, uno de cuyos pro-pósitos es el de:

• Desarrollar materiales de capacitacióndestinados, por una parte, a la actua-lización de los docentes de la educacióntécnico-profesional, en lo que hace a co-nocimientos tecnológicos y científicos; y,por otra, a la integración de los recursosdidácticos generados a través de ellos, enlas aulas y talleres, como equipamientode apoyo para los procesos de enseñanzay de aprendizaje en el área técnica.

Estos materiales didácticos han sido elabora-dos por especialistas del Centro Nacional deEducación Tecnológica del INET y por espe-cialistas convocados a través del Programa delas Naciones Unidas para el Desarrollo–PNUD– desde su línea “Conocimientoscientífico-tecnológicos para el desarrollo deequipos e instrumentos”, a quienes estaDirección expresa su profundo reconoci-miento por la tarea encarada.

María Rosa AlmandozDirectora Ejecutiva del Instituto Nacional de

Educación Tecnológica.Ministerio de Educación, Ciencia y

Tecnología

IIXX

Desde el Centro Nacional de EducaciónTecnológica –CeNET– encaramos el diseño,el desarrollo y la implementación de proyec-tos innovadores para la enseñanza y el apren-dizaje en educación técnico-profesional.

El CeNET, así:

• Es un ámbito de desarrollo y evaluaciónde metodología didáctica, y de actuali-zación de contenidos de la tecnología yde sus sustentos científicos.

• Capacita en el uso de tecnología a do-centes, profesionales, técnicos, estudian-tes y otras personas de la comunidad.

• Brinda asistencia técnica a autoridades e-ducativas jurisdiccionales y a edu-cadores.

• Articula recursos asociativos, integrandoa los actores sociales involucrados con laEducación Tecnológica.

Desde el CeNET venimos trabajando en dis-tintas líneas de acción que convergen en elobjetivo de reunir a profesores, a especialistasen Educación Tecnológica y a representantesde la industria y de la empresa, en accionescompartidas que permitan que la educacióntécnico-profesional se desarrolle en la escuelade un modo sistemático, enriquecedor, pro-fundo... auténticamente formativo, tanto paralos alumnos como para los docentes.

Una de nuestras líneas de acción es la de di-señar y llevar adelante un sistema de capaci-

tación continua para profesores de educacióntécnico-profesional, implementando trayec-tos de actualización. En el CeNET contamoscon quince unidades de gestión de apren-dizaje en las que se desarrollan cursos,talleres, pasantías, conferencias, encuentros,destinados a cada educador que desee inte-grarse en ellos presencialmente o a distancia.

Otra de nuestras líneas de trabajo asume laresponsabilidad de generar y participar enredes que vinculan al Centro con organismose instituciones educativos ocupados en laeducación técnico-profesional, y con organis-mos, instituciones y empresas dedicados a latecnología en general. Entre estas redes, seencuentra la Red Huitral, que conecta aCeNET con los Centros Regionales deEducación Tecnológica -CeRET- y con lasUnidades de Cultura Tecnológica –UCT–instalados en todo el país.

También nos ocupa la tarea de producirmateriales de capacitación docente. DesdeCeNET hemos desarrollado distintas seriesde publicaciones –todas ellas disponibles enel espacio web www.inet.edu.ar–:

• Educación Tecnológica, que abarca mate-riales que posibilitan una definición cu-rricular del área de la Tecnología en elámbito escolar y que incluye marcosteóricos generales, de referencia, acercadel área en su conjunto y de sus con-tenidos, enfoques, procedimientos yestrategias didácticas más generales.

XX

LAS ACCIONES DEL CENTRO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

• Desarrollo de contenidos, nuestra segundaserie de publicaciones, que nuclea fascícu-los de capacitación en los que se profun-diza en los campos de problemas y decontenidos de las distintas áreas del cono-cimiento tecnológico, y que recopila, tam-bién, experiencias de capacitación docentedesarrolladas en cada una de estas áreas.

• Educación con tecnologías, que propicia eluso de tecnologías de la información y dela comunicación como recursos didácti-cos, en las clases de todas las áreas yespacios curriculares.

• Educadores en Tecnología, serie de publica-ciones que focaliza el análisis y las pro-puestas en uno de los constituyentes delproceso didáctico: el profesional queenseña Tecnología, ahondando en losrasgos de su formación, de sus prácticas,de sus procesos de capacitación, de suvinculación con los lineamientos curricu-lares y con las políticas educativas, deinteractividad con sus alumnos, y consus propios saberes y modos de hacer.

• Documentos de la escuela técnica, quedifunde los marcos normativos y curricu-lares que desde el CONET –ConsejoNacional de Educación Técnica- deli-nearon la educación técnica de nuestropaís, entre 1959 y 1995.

• Ciencias para la Educación Tecnológica,que presenta contenidos científicos aso-ciados con los distintos campos de la tec-nología, los que aportan marcos concep-tuales que permiten explicar y funda-mentar los problemas de nuestra área.

• Recursos didácticos, que presenta con-tenidos tecnológicos y científicos,

estrategias –curriculares, didácticas yreferidas a procedimientos de construc-ción– que permiten al profesor de la edu-cación técnico-profesional desarrollar,con sus alumnos, un equipamientoespecífico para integrar en sus clases.

Desde esta última serie de materiales decapacitación, nos proponemos brindar he-rramientas que permitan a los docentes nosólo integrar y transferir sus saberes y capaci-dades, sino también, y fundamentalmente,acompañarlos en su búsqueda de solucionescreativas e innovadoras a las problemáticascon las que puedan enfrentarse en el procesode enseñanza en el área técnica.

En todos los casos, se trata de propuestas deenseñanza basadas en la resolución de pro-blemas, que integran ciencias básicas ytecnología, y que incluyen recursos didácti-cos apropiados para la educacióntécnico–profesional.

Los espacios de problemas tecnológicos, lasconsignas de trabajo, las estrategias deenseñanza, los contenidos involucrados y,finalmente, los recursos didácticos estánplanteados en la serie de publicaciones queaquí presentamos, como un testimonio derealidad que da cuenta de la potencialidadeducativa del modelo de problematización enel campo de la enseñanza y del aprendizajede la tecnología, que esperamos que resultede utilidad para los profesores de la edu-cación técnico-profesional de nuestro país.

Juan Manuel KirschenbaumDirector Nacional del Centro Nacional de

Educación Tecnológica.Instituto Nacional de Educación Tecnológica

XXII

Desde esta serie de publicaciones del CentroNacional de Educación Tecnológica, nos pro-ponemos:

• Poner a consideración de los educadoresun equipamiento didáctico a integrar enlos procesos de enseñanza y de apren-dizaje del área técnica que coordinan.

• Contribuir a la actualización de losdocentes de la educación técnico-profe-sional, en lo que hace a conocimientostecnológicos y científicos.

Inicialmente, hemos previsto el desarrollo deveinte publicaciones con las que intentamosabarcar diferentes contenidos de este campocurricular vastísimo que es el de la educacióntécnico-profesional.

En cada una de estas publicaciones es posiblereconocer una estructura didáctica común:

1 Problemas tecnológicos en el aula. Enesta primera parte del material sedescriben situaciones de enseñanza y deaprendizaje del campo de la educacióntécnico-profesional centradas en la re-solución de problemas tecnológicos, y sepresenta una propuesta de equipamientodidáctico, pertinente como recurso pararesolver esas situaciones tecnológicas ydidácticas planteadas.

2 Encuadre teórico para los problemas.En vinculación con los problemas didác-ticos y tecnológicos que constituyen elpunto de partida, se presentan conceptos

tecnológicos y conceptos científicos aso-ciados.

3 Hacia una resolución técnica. Manualde procedimientos para la construc-ción y el funcionamiento del equipo.Aquí se describe el equipo terminado y semuestra su esquema de funcionamiento;se presentan todas sus partes, y los mate-riales, herramientas e instrumentos nece-sarios para su desarrollo; asimismo, sepauta el “paso a paso” de su construc-ción, armado, ensayo y control.

4 El equipo en el aula. En esta parte delmaterial escrito, se retoman las situa-ciones problemáticas iniciales, aportandosugerencias para la inclusión del recursodidáctico construido en las tareas quedocente y alumnos concretan en el aula.

5 La puesta en práctica. Este tramo dela publicación plantea la evaluacióndel material didáctico y de la experien-cia de puesta en práctica de las estrate-gias didácticas sugeridas. Implica unaretroalimentación –de resolución vo-luntaria– de los profesores destinata-rios hacia el Centro Nacional deEducación Tecnológica, así como elpunto de partida para el diseño denuevos equipos.

Esta secuencia de cuestiones y de momentosdidácticos no es azarosa. Intenta replicar –enuna producción escrita– las mismas instanciasde trabajo que los profesores de Tecnologíaponemos en práctica en nuestras clases:

XXIIII

LA SERIE “RECURSOS DIDÁCTICOS”

XXIIIIII

Es a través de este circuito de trabajo (pro-blema-respuestas iniciales-inclusión teórica-respuestas más eficaces) como enseñamos ycomo aprenden nuestros alumnos en el área:

• La tarea comienza cuando el profesorpresenta a sus alumnos una situacióncodificada en la que es posible recono-cer un problema tecnológico; para con-figurar y resolver este problema, es nece-sario que el grupo ponga en marcha unproyecto tecnológico, y que encare análi-sis de productos o de procesos desarro-llados por distintos grupos sociales pararesolver algún problema análogo.Indudablemente, no se trata de cualquierproblema sino de uno que ocasionaobstáculos cognitivos a los alumnosrespecto de un aspecto del mundo artifi-cial que el profesor –en su marco curri-cular de decisiones– ha definido comorelevante.

• El proceso de enseñanza y de aprendiza-je comienza con el planteamiento de esasituación tecnológica seleccionada por elprofesor y con la construcción del espa-cio-problema por parte de los alumnos, ycontinúa con la búsqueda de respuestas.

• Esta detección y construcción derespuestas no se sustenta sólo en losconocimientos que el grupo disponesino en la integración de nuevos con-tenidos.

• El enriquecimiento de los modos de “ver”y de encarar la resolución de un proble-ma tecnológico –por la adquisición denuevos conceptos y de nuevas formastécnicas de intervención en la situación

desencadenante– suele estar distribuidamaterialmente –en equipamiento, enmateriales, en herramientas–.

No es lo mismo contar con este equipamien-to que prescindir de él.

Por esto, lo queintentamos des-de nuestra seriede publicacio-nes es acercar alprofesor distin-tos recursos di-dácticos que a-yuden a sus a-lumnos en estatarea de proble-matización y dei n t e r v e n c i ó n– s u s t e n t a d ateórica y técni-camente– en elmundo tecno-lógico.

Al seleccionar los recursos didácticos queforman parte de nuestra serie de publica-ciones, hemos considerado, en primer térmi-no, su potencialidad para posibilitar, a losalumnos de la educación técnico-profesional,configurar y resolver distintos problemas tec-nológicos.

Y, en segundo término, nos preocupó quecumplieran con determinados rasgos que lespermitieran constituirse en medios eficacesdel conocimiento y en buenos estructurantescognitivos, al ser incluidos en un aula por unprofesor que los ha evaluado como perti-

XXIIVV

Caracterizamos comorecurso didáctico a to-do material o compo-nente informático se-leccionado por un edu-cador, quien ha evalua-do en aquél posibili-dades ciertas para ac-tuar como mediadorentre un problema de larealidad, un contenidoa enseñar y un grupode alumnos, facilitandoprocesos de compren-sión, análisis, profundi-zación, integración,síntesis, transferencia,producción o evalua-ción.

nentes. Las cualidades que consideramosfundamentales en cada equipo que promove-mos desde nuestra serie de publicaciones”Recursos didácticos”, son:

• Modularidad (puede adaptarse a diversosusos).

• Resistencia (puede ser utilizado por losalumnos, sin peligro de romperse confacilidad).

• Seguridad y durabilidad (integrado pormateriales no tóxicos ni peligrosos, ydurables).

• Adaptabilidad (puede ser utilizado en eltaller, aula o laboratorio).

• Acoplabilidad (puede ser unido o combi-nado con otros recursos didácticos).

• Compatibilidad (todos los componentes,bloques y sistemas permiten ser integra-dos entre sí).

• Facilidad de armado y desarmado (posi-bilita pruebas, correcciones e incorpo-ración de nuevas funciones).

• Pertinencia (los componentes, bloquesfuncionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos cu-rriculares de la educación técnico-pro-fesional).

• Fiabilidad (se pueden realizar las tareaspreestablecidas, de la manera esperada).

• Coherencia (en todos los componentes,bloques funcionales o sistemas se siguenlas mismas normas y criterios para elarmado y utilización).

• Escalabilidad (es posible utilizarlo enproyectos de diferente nivel de com-

plejidad).

• Reutilización (los diversos componentes,bloques o sistemas pueden ser desmonta-dos para volver al estado original).

• Incrementabilidad (posibilidad de iragregando piezas o completando elequipo en forma progresiva).

Haydeé NocetiCoordinadora de la acción “Conocimientoscientífico-tecnológicos para el desarrollo de

equipos e instrumentos”.Centro Nacional de Educación Tecnológica

XXVV

6. Planta

potabilizadora

22

Este material de capacitación fuedesarrollado por:

Mónica Alegría. Es profesora en Disciplinas Industriales conespecialidad en Química (InstitutoNacional Superior del ProfesoradoTécnico) y licenciada en TecnologíaEducativa (Universidad TecnológicaNacional –UTN–). Es profesora delInstituto Nacional Superior del ProfesoradoTécnico (UTN), de la Escuela Superior deComercio Carlos Pellegrini (Universidad deBuenos Aires) y del Profesorado enDocencia Superior con modalidad aDistancia (UTN). Fue profesora deQuímica en escuelas de enseñanza técnicade la Nación y en escuelas de educaciónmedia privadas. Fue profesora de Químicade la Facultad de Agronomía (Universidadde Buenos Aires). Es coautora del Módulode metodología de la enseñanza de la Química(Curso de Formación Docente paraProfesionales Universitarios. UTN) y de loslibros Química I. Polimodal (Santillana.1999. Buenos Aires) y Química II. Polimodal(Santillana.1999. Buenos Aires).

Coordinación general:Haydeé Noceti

Diseño didáctico:Ana Rúa

Administración:Adriana Perrone

Monitoreo y evaluación:Laura Irurzun

Diseño gráfico:Tomás Ahumada

Karina LacavaAlejandro Carlos Mertel

Diseño de tapa:Laura Lopresti

Juan Manuel Kirschenbaum

Con la colaboracióndel equipo de profesionales

del Centro Nacionalde Educación Tecnológica

Las metas, los programas y las líneas de accióndel Instituto Nacional de Educación Tecnológica VIIILas acciones del Centro Nacional de Educación Tecnológica XLa serie “Recursos didácticos” XII

1 Problemas tecnológicos en el aula 4• El recurso didáctico que proponemos

2 Encuadre teórico para los problemas 10• Estructura química y propiedades del agua• Impurezas del agua• Tratamiento del agua

� Coagulación. Floculación� Decantación� Alcalinización� Filtración� Desinfección

3 Hacia una resolución técnica. Manual de procedimientospara la construcción y el funcionamiento del equipo 53• El producto • Los componentes• Los materiales, herramientas e instrumentos• La construcción• El armado• El ensayo y el control • La superación de dificultades

4 El equipo en el aula 64Actividad 1. Carbón activado en los filtrosActividad 2. Diferentes tipos de lechos filtrantesActividad 3. Metales pesados en el aguaActividad 4. Dosis adecuadas de reactivosActividad 5. Sedimentadores

5 La puesta en práctica 76

Índice

44

Lo invitamos a analizar estos testimonios:

1. PROBLEMAS TECNOLÓGICOS EN EL AULA

En la Escuela N° 7 Rosario Vera Peñaloza, deArroyo Dulce se plantea el proyecto de llevar acabo una huerta para el autoabastecimiento ypara la progresiva comercialización de productos.

Como la escuela carece de luz y de aguapotable, los profesores y alumnos involucra-dos en la tarea van a necesitar purificar elagua que el riego de las hortalizas requiera.

Del torbellino de ideas para la solución a esteproblema, surgen como posibilidades:

• Implementar unos tanques de agua suce-sivos que permitan lograr un buen filtrado.

• Poner una malla fina en la salida de aguade un tanque a otro, para retener lasimpurezas grandes.

• Utilizar filtros cuya malla sea de porocada vez más pequeño.

• Usar arena, grava y canto rodado.

Evaluando las posibilidades de resolu-ción que el intercambio ha posibilitado,uno de los profesores de Tecnologíaplantea:

- ¿Qué les parece si, además, construimosla famosa planta potabilizadora que hacetiempo queremos hacer?

El grupo acepta el desafío de la construcciónde la planta. Y se escucha una pregunta:

- Profe... ¿Para qué una potabilizadora? Mitío tiene un filtro con carbón que lepurifica el agua...

- Entonces... busquemos informaciónreferida a cómo trabajan los filtroscon carbón.

¿Qué hacemos con el agua?

En una de las clases del módulo "Aguas" delTrayecto Técnico-Profesional Salud y am-biente, los alumnos analizan dos artículos que

alertan respecto de aguas contaminadas conmetales pesados:

Aguas contaminadas

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En un plebiscito que no tiene precedentes, el81 % del electorado de Esquel en Chubut expresósu voluntad popular y votó en contra de la insta-lación de una mina de explotación de oro y plataque la empresa canadiense Meridian Gold pre-tende emplazar a nueve kilómetros de la ciudad.Esta abrumadora mayoría es más relevante, si setiene en cuenta que el 70 % del padrón concurrióa votar.

El plebiscito no vinculante, que se realizó el 23de marzo, le permitió a la población de Esquelexpresar si estaba de acuerdo o en contra delproyecto. Los vecinos, las organizaciones am-bientalistas de Esquel, FUNAM (Fundación parala Defensa del Ambiente) y Greenpeace con-tinúan advirtiendo sobre los graves riesgos

para la salud de la población y el impactoambiental que la mina produciría si se instalaseen Esquel. La compañía canadiense MeridianGold pretende explotar oro y plata en una minaa cielo abierto ubicada a nueve kilómetros enlínea recta del centro de Esquel. La empresaplaneaba dinamitar varios miles de toneladasde roca por día y utilizar seis toneladas diariasde cianuro de sodio. Los residuos químicosgenerados iban a ser abandonados en "escom-breras" donde el deshielo, la lluvia, el escurrim-iento hídrico y los procesos de lixiviaciónpodrían haber contaminado el ambiente y lasvitales cuencas de agua de la zona con cianuroy metales pesados. "Ésta era precisamente lamayor preocupación de la comunidad", indicóRaúl Montenegro, presidente de FUNAM (...)

FUNAM. 2003

CONTAMINACIÓN: VECINOS RECHAZAN LA INSTALACIÓN DE UNA MINA DE ORO EN ESQUEL1

1 Fundación para la Defensa del Ambiente: hhttttpp::////wwwwww..ffuunnaamm..oorrgg..aarr//oorrooeessqquueell..hhttmm2 Diario Clarín: hhttttpp::////oolldd..ccllaarriinn..ccoomm..aarr//ddiiaarriioo//22000000//0088//2200//ee--0044660011dd..hhttmm

Habían prometido limpiarlo en mil días. La reali-dad es que la contaminación no se detuvo.

Como un titán fortalecido con las promesasincumplidas, la contaminación se apropió de lacuenca Matanza-Riachuelo. Se ve como unatierra colonizada tras un desastre global. Laavanzada humana resiste entre maderas, chapasy cartones sobre las orillas de un cauce quecorre como un líquido denso, maloliente. Otros,en altos cubos de cemento agrupados segúnórdenes geométricos. La basura siembra sinpausa las riberas. Persisten chimeneas que lan-zan humos blancos y algunas llamas, grandestanques industriales, un laberinto metálico delque se lanzan cables de electricidad. Otras cons-trucciones sucumbieron y de ellas no quedan

más que ruinas ennegrecidas.

(...) El olor es intenso. Quizá la mujer ya se acos-tumbró a convivir con él y con las aguas burbu-jeantes que semejan un caldo hirviente. Es quelos desechos orgánicos lanzados al río por losdesagües cloacales se descomponen y emitengases. De ahí las burbujas y el olor putrefacto.

Cada día -según el Comité Ejecutor del Plan deGestión Ambiental y de Manejo de la CuencaMatanza-Riachuelo- se lanzan 368 mil metroscúbicos de aguas servidas. La contaminacióntambién se alimenta con el vertido de las indus-trias: su aporte diario suma 88.500 metros cúbi-cos. Greenpeace detectó el año pasado una delas muchas descargas distribuidas a lo largo del

Clarín. Domingo 20 de agosto de 1999. Buenos Aires

RIACHUELO: RADIOGRAFÍA DE UN RÍO QUE ESTÁ CADA VEZ PEOR2

66

Los alumnos cotejan la información de losartículos con tablas que presentan los límitesde concentración de metales pesados que seestablecen para decidir si el agua se puedeconsumir sin problemas.

Su profesora se pregunta cómo ayudar a losalumnos a conocer bien los procedimientos ylas condiciones para considerar el aguapotable y apta para el consumo, y decideproponerles el diseño de una planta potabi-lizadora.

La tarea comienza con la búsqueda de infor-mación respecto de tres cuestiones clave:

• ¿Cuáles son las propiedades que debereunir un agua para ser potable?

• ¿Qué sustancias están presentas en elproceso de potabilización del agua?

• ¿Cuáles son los procesos por los que pasael agua antes de ser consumida por elhombre?

66

Matanza-Riachuelo; ubicada en las cercaníasdel puente Victorino de la Plaza, lanzaba al ríodesechos industriales. Análisis de laboratoriorevelaron la presencia de hidrocarburos -sesospecha que algunos componentes delpetróleo son cancerígenos- y altos niveles decromo, zinc, cobre y plomo, metales pesadosaltamente tóxicos.

Por esas... ¿aguas?... navegan los habitantes deIsla Maciel para llegar a Capital. A la altura delpuente Nicolás Avellaneda, sobre la riberaderecha (jurisdicción que corresponde a laprovincia de Buenos Aires) hay un pequeñoembarcadero. A unas maderas oscurecidas porla contaminación se amarran varios botes. Unade estas embarcaciones desgastadas cruza laestela que abre el guardacostas con trespasajeros rumbo a la ribera porteña.

El líquido surgido tras la combinación centenaria deagua de río, residuos industriales y cloacales tam-bién se puede considerar como un yacimientohistórico del desarrollo socioeconómico. Barcosabandonados, algunos grandes cargueros, abun-dan en el Riachuelo. También, huellas de industriasperdidas. Sobre una de las riberas del canal DockSud, por ejemplo, un silo fuera de uso se levantasobre una playa de carga y descarga de contene-dores. La sección superior de la cinta que se usabapara transportar la mercadería resiste como un

brazo amputado. Lo demás se eliminó para darlugar a unas enormes grúas.

Las embarcaciones abandonadas permanecenoxidadas, semihundidas o bajo las aguas.Contaminan y obstruyen la circulación natural delas aguas. Antes de fin de año, estas embarca-ciones serán trasladadas a una dársena en LaPlata, aseguran en el Comité. Según sus rele-vamientos, en estas condiciones hay 96 a 89sobre la superficie y 7 hundidas.

(...) En la cuenca baja, el oxígeno cayó a nivelesque sólo permiten el desarrollo de bacteriasanaeróbicas que mueren cuando entran en con-tacto con el oxígeno y enferman a los humanos.Mediciones del Comité muestran que aguasabajo, a partir del puente La Noria, hay 0,5miligramos de oxígeno por litro. Pero se necesi-tan 5 miligramos por litro para que los pecespuedan vivir.

Si en el líquido tóxico los peces perdieron opor-tunidad, la basura florece en forma de botellas,latas de gaseosa, trozos de madera, unamamadera, barriles metálicos recostados sobrelas riberas, gomas. También navega un sifón quese cruza con otro bote que parte de Isla Maciel.Los pasajeros no parecen registrar el objeto,pero sí cuidan que el líquido que levantan losremos no llegue a sus ropas.

El agua a tratar y las dosisadecuadas de reactivos

Los alumnos de la escuela polimodal dePueblo Verde, localidad alejada de los centrosurbanos, realizan una visita a la ciudad capi-tal de la provincia y, entre las actividadesprogramadas, visitan una planta potabi-lizadora de agua.

En la clase siguiente a la visita, los alum-nos analizan el proceso de potabilización,e incorporan a su proyecto el diseño y laaplicación de una planta potabilizadorasencilla.

En la clase de química, Silvia los guía en lapreparación de las soluciones de los reactivosquímicos necesarios.

Una vez construida la planta, los alumnosdisponen los reactivos en cada dosificador ycomienzan el proceso de potabilización.

Cuando la planta ya está funcionando, obser-van que en el canal colector hay agua concasi la misma turbidez que la que ha ingresa-do al decantador.

Alumnos y profesores analizan la situación yse preguntan:

• La dosis de coagulante, ¿es la adecuada?

• ¿Se ha dejado el agua en el decantador eltiempo suficiente?

Estas preguntas plantean nuevos problemas aresolver.

Integración escuela-empresa

Pablo es ingeniero industrial e instructor enel Centro de Formación Profesional. En elCentro existe un proyecto de pasantías labo-rales que permite a los alumnos integrarse endistintos organismos y empresas, pararealizar tareas de mantenimiento demáquinas; una de estas empresas es la quetiene a su cargo la provisión de aguas a la ciu-dad.

Entonces, con el propósito de que sus alum-nos estén preparados para cumplir con losrequisitos de la pasantía en la planta, Pablointegra al instructor de Representación gráficae interpretación de planos y encara con sugrupo el diseño de una planta potabilizadoraen escala.

En el proceso de diseño surge la pregunta:

• ¿Qué decantador es el adecuado para estetipo de planta?

El recurso didáctico queproponemos

Nuestra propuesta consiste en diseñar yconstruir el modelo en escala de una plantapotabilizadora, con el objeto de permitir a losalumnos analizar las operaciones y procesosque tienen lugar en ella.

El recurso didáctico sugerido es éste:

77

Cuando hablamos de la potabilización deagua, nos estamos refiriendo a una serie deprocesos que determinan que el agua seaapta para el consumo.

En nuestro recurso didáctico, los procesosmodelizados son:

• La ccaappttaacciióónn del agua de ríos, lagos oarroyos; esta etapa está representada porel bidón superior (cámara de carga) quecontiene agua de río o de otra fuente.

• Seguido al bidón que contiene la muestrade agua para potabilizar, se halla el dosi-ficador de coagulante (en nuestro caso,sulfato de aluminio) cuya función es laccooaagguullaacciióónn yy ffllooccuullaacciióónn de las partícu-las en suspensión que trae el agua -prin-cipalmente, arcilla-. Como la carga de laarcilla es negativa y la del coagulante po-sitiva, se atraen por medio de fuerzaselectrostáticas intensas. El proceso decoagulación ocurre en el frasco de pre-cipitación y hace que las partículas ensuspensión sedimenten, formando losfloc (partículas de arcilla y coagulante).

• Una vez que se han formado los floc, elagua -junto con el coagulante- se somete

a la ddeeccaannttaa--cciióónn; es en eldecantador denuestro kit endonde se pro-duce la sedi-m e n t a c i ó n .Mediante un proceso físico-químico, elcoagulante induce la formación depequeñas partículas de arcilla coloidal ofloc del tamaño aproximado de la cabezade un alfiler que, por su propio peso ypor la baja velocidad del agua en eldecantador, precipitan. De este modo, seelimina casi el 95 % de la turbiedad y delas bacterias del agua cruda.

En el tratamiento del agua, la decan-tación es uno de los procesos principalesdado que, como resultado, permiteretener tanto impurezas como bacterias.

• AAllccaalliinniizzaacciióónn. En el decantador, el aguapermanece por un período de dos horas,luego del cual pasa por los vertederos alcanal colector, por diferencia de nivel. Esen el canal colector donde se realiza elagregado de cal -en forma de cal apaga-da, o sea cal viva tratada con agua-.Cuando se agrega el coagulante, éstereacciona con los bicarbonatos pro-duciendo dióxido de carbono y haciendoque el agua adquiera acidez; la cal seincorpora, entonces, para contrarrestaresa acidez. Dado que un agua con pHinadecuado perjudica nuestro organis-mo, el agregado de cal es una de lascondiciones fundamentales para el con-sumo.

• El proceso siguiente al agregado de cal es

88

La arcilla coloidal es laresponsable de la tur-biedad del agua de lamayor parte de nues-tras fuentes acuíferas.

Agua bruta.Captación

Mezcla ycoagulación Alcalinización

Decantación Filtración

Agua tratada.Desinfección

21 3 4 5*

Esquema general del proceso de tratamiento

99

la ffiillttrraacciióónn. El agua tratada con el coa-gulante -que ha dejado en el decantadorla mayor parte de las materias en suspen-sión- se clarifica en el filtro mediante elagregado de cal. El filtro tiene como fun-ción principal la de retener el pequeñoporcentaje de material en suspensión quequeda en el agua y parte de la materiaorgánica, de modo de obtener un agualímpida.

El manto filtrante está compuesto porarena, grava, canto rodado y carbón acti-vado en polvo (para la adsorción de sus-tancias orgánicas remanentes).

Una vez por día, se desmonta el mantofiltrante, y se procede a su lavado conagua e hipoclorito de sodio.

En esta etapa del proceso se logra la cla-rificación total del agua.

• La última etapa del proceso es la ddeessiinn--ffeecccciióónn del agua por la acción del cloro.En nuestro caso, el cloro activo provienede la utilización de hipoclorito de sodio(agua lavandina) en dosis adecuadas. Elpropósito de la cloración es eliminar elresto de las bacterias que hubiesen podi-do llegar hasta la reserva.

Una vez llegada ala reserva, el aguase considera aptapara el consumo.

Cada una de estasetapas del proceso de potabilización seencuentran representadas en el kit didácticoque le sugerimos integrar a sus clases.

Recordemos que el95 % de las bacteriasquedó retenido en elproceso de decanta-ción.

1100

2. E N C U A D R E T E Ó R I C O PA R A L O SP R O B L E M A S

Estructura química ypropiedades del agua

Agua es el nombre químico que se aplica alestado líquido del compuesto más comúnformado por el hidrógeno y el oxígeno. Losantiguos filósofos la consideraban un elemen-to básico que representaba a todas las sustan-cias líquidas, idea que no se descartó hasta laúltima mitad del siglo XVIII.

En 1781, Henry Cavendish, químico británi-co, sintetizó el agua detonando una mezcla dehidrógeno y de aire. Los resultados de esteexperimento no fueron interpretados clara-mente sino hasta dos años más tarde, cuandoAntoine Laurent de Lavoisier, químicofrancés, planteó que el agua no era un ele-mento sino un compuesto de oxígeno ehidrógeno.

En un documento científico presentado en1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista alemán Alexander VonHumboldt demostraron que el agua consistíaen dos volúmenes de hidrógeno y uno de

oxígeno, tal como se expresa en la fórmulaactual H2O.

¿Qué es el agua? Casi todo el hidrógeno delagua tiene una masa atómica de 1. El quími-co estadounidense Harold Clayton Urey des-cubrió, en 1932, la presencia en el agua deuna pequeña cantidad (1 parte por 6.000) delo que se denomina agua pesada u óxido dedeuterio (D2O). El deuterio es el isótopo del

hidrógeno con masa atómica 2. Por su parte,en 1951, el químico estadounidense AristidGrosse determinó que el agua existente en lanaturaleza contiene, también, cantidadesmínimas de óxido de tritio (T2O); el tritio es

el isótopo del hidrógeno con masa atómica 3.

Estructura química y propiedades

ImpurezasEL AGUA

Antes de estudiar las tareas de una planta de potabilización, parece oportuno recordar algunosconceptos básicos respecto del agua, sin cuyo conocimiento sería casi imposible entender losprocesos involucrados.

Estructura del agua

1111

El agua es lamolécula más a-bundante en losseres vivos, y re-presenta entre el70 y 90% delpeso de la mayorparte de los orga-nismos. El papelprimordial del agua en el metabolismo de losseres vivos se debe a sus propiedades físicasy químicas, derivadas de su estructuramolecular.

A temperatura ambiente, el agua es líqui-da, al contrario de lo que cabría esperar,ya que otras moléculas de parecida masamolecular (NH3, CH4, etc.) son gases. Este

comportamiento se debe a que los elec-trones de cada átomo de hidrógeno estándesplazados hacia el átomo de oxigeno,por lo que en la molécula aparece unazona de alta densidad electrónica -dondeestá el oxígeno- y una zona de baja densi-dad electrónica -sobre los átomos dehidrógeno-. La molécula de agua es, así,un dipolo.

El agua es un disolvente excelente paramuchos compuestos iónicos, así como paraotras sustancias capaces de formar enlaces dehidrógeno el agua.

El agua tiene uncalor específicoalto, debido aque, para elevar latemperatura delagua (esto es, au-mentar la energíacinética promediode las moléculasde agua), se debenromper muchosenlaces de hidró-geno intermolecu-lares; por ello, elagua puede absorber una gran cantidad decalor mientras que su temperatura sóloaumenta ligeramente. Lo inverso también escierto: El agua puede proporcionar muchocalor con una disminución muy ligera en sutemperatura.

La propiedad más sobresaliente del aguaes que su forma sólida es menos densaque su forma líquida: Un cubo de hieloflota en la superficie del agua en un vaso.Ésta es una propiedad única; la mayoríade las otras sustancias tiene una mayordensidad en el estado sólido que en elestado líquido.

Para comprender por qué el agua es dife-rente, tenemos que examinar la estructuraelectrónica de la molécula de agua.

Entre las moléculas de agua existen los trespares de fuerzas intermoleculares: fuerzas de

Este contenido varíade una especie a otra,y, también, es funciónde la edad del indivi-duo (su porcentaje dis-minuye al aumentar laedad) y del tipo de teji-do considerado.

Dipolo

Por esta razón, lascantidades inmensasde agua que están pre-sentes en los lagos yocéanos pueden mo-derar eficazmente elclima de las áreas ad-yacentes, absorbiendocalor en verano y pro-porcionando calor eninvierno, con sólo lige-ros cambios en la tem-peratura del cuerpodel agua.

1122

London, dipolo-dipolo y enlaces por puentesde hidrógeno.

Los enlaces por puentes de hidrógeno son1/20 veces más débiles que los enlaces cova-lentes. El hecho de que alrededor de cadamolécula de agua se disponen otras molécu-las unidas por puentes de hidrógeno permiteque, en el seno del agua, se forme una estruc-tura ordenada de tipo reticular tridimensio-nal, en la cual cada átomo de oxígeno estáunido, aproximadamente, a cuatro átomos dehidrógeno, dos por enlaces covalentes y dospor enlaces de hidrógeno. Esta igualdad en elnúmero de átomos de hidrógeno y de pareslibres no es característica ni del NH3 ni del

HF, ni de ninguna otra molécula capaz deformar enlaces de hidrógeno.

Centrémonos, ahora, en la estructura de lamolécula de agua. La disposición tetraédricade los orbitales del oxígeno determina unángulo entre los enlaces H-O-H de, aproxi-madamente 104'5:

El resultado es que la molécula de agua, apesar de su electroneutralidad, presenta unadistribución asimétrica de sus electrones,generando:

• enlace interatómico (covalente),

• polaridad en el enlace -lo que explica laexistencia de dipolos-,

• polaridad de la molécula, representadapor las fuerzas de Van der Waals(London, dipolo-dipolo y puente dehidrógeno).

Las pprrooppiieeddaaddeess ffííssiiccaass del agua son:

• Estado físico:Líquida a temperatura ambiente.

• Color:Incolora.

• Sabor:Insípida.

• Olor:Inodora.

Tetraedro

1133

Fórmula química

Ángulo de enlace de su molécula

Longitud de enlace

Tipo de molécula

Masa molecular relativa

Punto normal (presión de 1013,25 hPa) de ebullición

Punto normal de fusión a presión 1013,35 hPa

Densidad a 3.98 ºC y presión de 1013,35 hPa

Densidad a 20 ºC y presión de 1013,35 hPa

Calor de fusión

Calor de vaporización

Calor específico a 20 ºC y presión de 1013,35 hPa

Calor de fusión a 0 ºC y presión de 1013,25 hPa

Calor de vaporización a 20 ºC y presión de 1013,25 hPa

Tensión superficial a 20 ºC

Constante dieléctrica a 25 ºC

El agua

H2O

104.5 °

0.95 ångström

Polar y forma puentes de hidrógeno

18.0148

100 ºC

0 ºC

1.0000 g/ml

0.99998 g/ml

79.7 cal/g = 333.146 J/g

539.6 cal/g = 2255,528 J/g

4.18 J/g°K (joules/gramo grados Kelvin)

0.333 kJ/g

2.257 kJ/g

0.0729 J/m2

78.5

1144

El agua químicamente pura es un líquidoinodoro e insípido, incoloro y transparenteen capas de poco espesor; toma color azulcuando se mira a través de espesores de seisa ocho metros, porque absorbe las radia-ciones rojas.

Su punto de congelación y su punto de ebu-llición sirven para marcar los puntos de re-ferencia de la escala termométrica centígra-da.

Alcanza su densidad máxima de 1000 kilo-gramos por metro cúbico (kg/m3) a una tem-peratura de 4 °C y se expande al congelarse.

Como muchos otros líquidos, el agua puedeexistir en estado de sobreenfriamiento; esdecir, puede permanecer en estado líquidoaunque su temperatura esté por debajo de supunto de congelación; se puede enfriar fácil-mente a unos -25 °C, sin que se congele -naturalmente-.

Mientras que el hielo funde en cuanto secalienta por encima de su punto defusión, el agua líquida se mantiene sinsolidificarse algunos grados por debajo dela temperatura de cristalización (aguasubenfriada) y puede conservarse líquidaa -20° C en tubos capilares o en condi-ciones extraordinarias de reposo. Lasolidificación del agua va acompañada dedesprendimiento de 333.146 J/g por cadagramo de agua que se solidifica. Cristalizaen el sistema hexagonal y adopta formasdiferentes, según las condiciones decristalización.

A consecuencia de su elevado calor especifi-co y de la gran cantidad de calor que pone en

juego cuando cambia su estado, el agua obrade excelente regulador de temperatura en lasuperficie de la Tierra y, aún más, en lasregiones marinas.

Cuando el agua sólida (hielo) se funde, laestructura tetraédrica se destruye. Entonces,la densidad del agua líquida es mayor que ladel agua sólida, debido a que sus moléculasquedan más cerca entre sí. Pero, sigue ha-biendo enlaces por puente de hidrógenoentre las moléculas del agua líquida.

Cuando se calienta agua sólida, a medida quese incrementa la temperatura, se debilita elenlace por puente de hidrógeno y la densi-dad aumenta, hasta llegar a un valor máximoa la temperatura de 3.98 ºC y a la presión deuna atmósfera. A temperaturas mayores de3.98 ºC, la densidad del agua líquida dis-minuye con el aumento de la temperatura, dela misma manera que ocurre con los otroslíquidos.

Además, podemos destacar en el agua:

• AAcccciióónn ddiissoollvveennttee. El carácter bipolar delagua impide que las sustancias que sedisuelven en ella mantengan sus molécu-las o iones intactos. El agua es el líquidoque más sustancias disuelve; por eso,decimos que es el disolvente universal.Esta propiedad -tal vez, la más impor-tante para la vida- se debe a su capacidadpara formar puentes de hidrógeno conotras sustancias que pueden presentargrupos polares o con carga iónica (alco-holes, azúcares con grupos R-OH,aminoácidos y proteínas con grupos quepresentan cargas + y -, lo que da lugar adisoluciones moleculares.

1155

Las moléculas de agua también pueden di-solver sustancias salinas, las que se disocianformando disoluciones iónicas.

En el caso de las disoluciones iónicas, losiones de las sales son atraídos por los dipolosdel agua, quedando "atrapados" y recubiertosde moléculas de agua en forma de ioneshidratados o solvatados.

La capacidad disolvente es la responsable delmedio donde ocurren las reacciones delmetabolismo y de los sistemas de transporte.

• EElleevvaaddaa ffuueerrzzaa ddee ccoohheessiióónn. Los puentesde hidrógeno mantienen las moléculas deagua fuertemente unidas, formando unaestructura compacta que la convierte enun líquido casi incompresible. Al nopoder comprimirse, puede funcionarcomo un esqueleto hidrostático paraalgunos animales (Esto ocurre en algunosgusanos perforadores, capaces de agu-jerear las rocas mediante la presión ge-nerada por sus líquidos internos).

• EElleevvaaddaa ffuueerrzzaa ddee aaddhheessiióónn. Esta fuerzaestá relacionada con los puentes dehidrógeno que se establecen entre lasmoléculas de agua y otras moléculaspolares; es responsable, junto con lacohesión, del llamado fenómeno de lacapilaridad. Cuando se introduce uncapilar en un recipiente con agua, éstaasciende por el capilar -como si trepase,aferrándose por las paredes-, hasta alcan-zar un nivel superior al del recipiente,donde la presión que ejerce la columnade agua se equilibra con la presión capi-lar. A este fenómeno se debe -en parte- laascensión de la savia bruta desde lasraíces hasta las hojas, a través de losvasos leñosos.

La interacción entre las fuerzas decohesión y las fuerzas de adhesióngeneran la tensión superficial res-ponsable del fenómeno de capila-ridad, de la forma esférica de lasgotas de agua o de las pompas dejabón, las aparentes atracciones orepulsiones que se observan en loscuerpos pequeños que flotan en lasuperficie de un líquido, la formaredondeada de los meniscos, etc.

En nuestro modelo didáctico depotabilización, en la etapa de la alcali-nización se eliminan algunas de las salesdisueltas en el agua cruda -especialmente,los carbonatos ácidos que modifican el pHdel agua de consumo-.

Molécula con ion HO-

1166

• GGrraann ccaalloorreessppeeccííffiiccoo.. Elcalor especí-fico se definecomo la can-tidad de calorn e c e s a r i apara elevar 1°C la temperatura de ungramo de agua. En la mayoría de loslíquidos, el calor específico aumentacon la temperatura; pero, en el aguatiene su mínimo a 35 °C, por lo quese necesita una gran cantidad decalor para poder elevar la temperatu-ra del agua, lo que hace muy costososlos procesos de destilación. Tambiénesta propiedad está en relación conlos puentes de hidrógeno que se for-man entre las moléculas de agua. Elagua puede absorber grandes canti-dades de "calor" -las que utiliza pararomper los puentes de hidrógeno-,por lo que la temperatura se elevamuy lentamente.

• EElleevvaaddoo ccaalloorr ddee vvaappoorriizzaacciióónn.También los puentes de hidrógenoson los responsables de esta pro-piedad. Para evaporar el agua, serequiere romper los puentes de

hidrógeno y, posteriormente, dotar alas moléculas de agua de la suficienteenergía cinética como para pasar dela fase líquida a la gaseosa.

Para evaporar un gramo de agua se pre-cisan 2.257 kJ/g, a una temperatura de20 °C.

Las pprrooppiieeddaaddeess qquuíímmiiccaass del agua son:

• Reacciona con los óxidos ácidos. La mayoríade los óxidos ácidos reacciona con elagua para formar ácidos.

• Reacciona con los óxidos básicos. Losóxidos de los metales -que, según laspropiedades del metal, pueden seróxidos ácidos CrO3 , óxidos básicos

Na2O, óxidos anfóteros Al2O3 , óxi-

dos salinos Fe3O4- reaccionan con el

agua para formar hidróxidos. Muchosóxidos no se disuelven en el agua;pero, los óxidos de los metalesactivos se combinan con gran facili-dad.

En el agua encontramos diversidadde materia en suspensión por las

elevadas fuerzas de cohesión y de adhe-sión. En nuestro equipo de potabilización,tanto en la etapa de floculación y coagu-lación como en la de decantación, ocurrela eliminación de casi el 95 % de la mate-ria suspendida -que produce la tur-biedad- y de las bacterias presentes en elagua cruda.

Esto permite que elcitoplasma acuososirva de protecciónante los cambios detemperatura.

CO2 + H2O H2CO3

(ácido carbónico; carbonato de hidrógeno)

SO2 + H2O H2SO3

(ácido sulfuroso; sulfato - IV - de hidrógeno)

N2O5 + H2O 2HNO3

(ácido nítrico; nitrato - V - de hidrógeno)

Na2O + H2O 2NaOH (hidróxido de sodio)

CaO + H2O Ca(OH)2 (hidróxido de calcio)

MgO + H2O Mg(OH)2 (hidróxido de magnesio)

1177

• Reacciona con los metales. Algunosmetales descomponen el agua enfrío, otros lo hacen a temperaturaelevada y otros no lo hacen bajoninguna condición.

• Reacciona con los no metales. El agua reac-ciona con los no metales, sobre todo conlos halógenos. Por ejemplo:

• Cuando las sales3 se disuelven en agua,los iones se rodean de un número va-riable de moléculas de agua a las que seunen, dando lugar a la formación decompuestos de coordinación.

En algunos casos, los hidratos pierdenagua de cristalización, cambiando deaspecto; se dice, entonces, que son eflo-rescentes -como sucede con el sulfatocúprico; cuando está hidratado es decolor azul, pero por pérdida de agua setransforma en sulfato cúprico anhidro decolor blanco-.

Por otra parte, hay sustancias que tien-den a tomar el vapor de agua de la at-mósfera; se llaman hidrófilas y tam-bién higroscópicas. Tales sustanciasson delicuescentes, como el cloruro decalcio.

El agua pura tiene la capacidad parcial deddiissoocciiaarrssee eenn iioonneess, por lo que se puede con-siderar una mezcla de:

• agua molecular (H2O),

• iones hidrógeno hidratados (H3O+) e

• iones hidróxido (OH-),

1177

En agua fría:

2Na + 2H2O 2NaOH + H2

(hidróxido de sodio más hidrógeno)

Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2

(hidróxido de calcio más hidrógeno)

En agua a temperatura elevada:

Mg + H2O MgO + H2

(óxido de magnesio más hidrógeno)

3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2

(óxido ferroso - férrico más hidrógeno)

Cl2 + H2 O HCl + HClO

cloruro de hidrógeno y clorato (I) de hidrógeno

3 En las sales y algunos ácidos, está contemplada la nomen-clatura tradicional, dado que es la que habitualmente seencuentra en la bibliografía de consulta.

CuSO4 . 5H2O(sulfato cúprico hidratadocon 5 moléculas de H2O)

FeSO4 . 7H2O(sulfato ferroso hidratadocon 7 moléculas de H2O)

ZnSO4 . 7H2O(sulfato de zinc hidratadocon 7 moléculas de H2O)

NaCO3 . 10H2O(carbonato sódico hidratadocon 10 moléculas de H2O)

�

�

1188

Esta disociación es muy débil en el agua puray, así, a 25 °C, el producto iónico del agua es:

Si la temperatura permanece constante, elvalor del producto iónico del agua es cons-tante. Como en el agua pura, la concen-tración de iones hidrógeno y de ioneshidróxido es la misma, la concentración deiones hidrógeno es de 1 x 10-7 M.

Para simplificar los cálculos -teniendo encuenta la amplia gama de valores de dichasconcentraciones-, Sorensen idea una manera

de expresarlas utilizando logaritmos. Así,define el ppHH como el logaritmo cambiado designo de la concentración de ioneshidrógeno.

A 25 °C

• disolución neutra ppHH == 77

• disolución ácida ppHH << 77

• disolución básica ppHH >> 77

El pH de algunas soluciones significativas.

Disociación con las moléculas y los iones

Kw = [H+] [OH-] = 1,0 x 10-14

Escala de pH

En general, la vida se desarrolla a valores de pHpróximos a la neutralidad. Los organismos vi-vos no soportan variaciones del pH mayores deunas décimas de unidad y, por eso, han desa-rrollado a lo largode su evolución,sistemas regulado-res o buffer, quemantienen el pHconstante median-te mecanismos ho-meostáticos.

El tampón bicarbonato es común en los líqui-dos intercelulares; mantiene el pH en valorespróximos a 7,4 gracias al equilibrio entre el iónbicarbonato y el ácido carbónico que, a su vez,se descompone en dióxido de carbono y agua:

Si, por cualquier proceso químico:

• aumenta la concentración de ioneshidrógeno en el medio, el equilibrio sedesplaza a la derecha y el exceso de CO2

producido se elimina al exterior;

• disminuye la concentración de ioneshidrógeno del medio, el equilibrio sedesplaza a la izquierda, para lo cual setoma CO2 del medio exterior.

Impurezas del agua

Una de las mayo-res preocupacio-nes de la huma-nidad a lo largo desu historia ha sidola de procurarse a-gua lo más pura ylimpia posible. Aún hoy, el objetivo inmedia-to es proveer a la sociedad de agua potableporque, de esta manera, cada comunidad sa-tisface un requerimiento fundamental parasu bienestar y comodidad.

La historia del aagguuaa ppoottaabbllee es muy remota.En Siria y Babilonia se construyeron conduc-ciones de albañilería y acueductos para acer-car el agua desde sus fuentes hasta lugarespróximos a las viviendas. Los antiguos pue-blos orientales usaban arena y barro porosopara filtrar el agua; también en Europa, losromanos construyeron una red de acueduc-tos y estanques, e instalaron filtros para obte-ner agua de mayor calidad.

1199

En el proceso de potabilizaciónusado en nuestro recurso didáctico

y en las plantas potabilizadoras, se hacenecesario el ajuste de pH para quepodamos ingerir el agua sin que ésta nosafecte.

HCO3 + H+ H2CO3 CO2 + H2O-

Los sistemas tampónconsisten en un parácido-base conjugadaque actúan como da-dor y aceptor de proto-nes, respectivamente.

En Latinoamérica exis-ten miles de munici-pios que no cuentancon un sistema depurificación de agua.

Cisterna de la Basílica en Estambulhttp://www.visitasturkia.com

2200

En el antiguo Egipto, se dejaba reposar elagua en vasijas de barro durante varios mesespara precipitar las partículas e impurezas; y,mediante un sifón, se extraía el agua de laparte superior (decantación). En otras oca-siones, se incorporaban ciertas sustanciasminerales y extractos vegetales, para facilitarla precipitación de partículas y clarificar elagua (coagulación).

La tecnología de la potabilización se basa enel hecho de que ninguna sustancia químicaestá pura, ni en su estado natural ni prepara-da por el hombre; y que la calidad del aguacruda oscila grandemente de una fuente aotra, por lo que el tipo de tratamientorequerido para producir agua potable tam-bién varía.

El diseño de una planta de tratamiento efi-ciente y económico requiere un estudio deingeniería cuidadoso, basado en la calidad dela fuente y en la selección apropiada de losprocesos y operaciones de tratamiento másadecuados para producir agua de calidadrequerida. Como no existe una norma o fór-mula que permita determinar el tipo de plan-ta para tratar un agua, es necesario realizarestudios de ttrraattaabbiilliiddaadd4.

El agua se purifica para que esté siemprelibre de todo organismo patógeno; esdecir, para que sea biológicamente segu-ra. La desinfección es efectiva para estepropósito si el agua carece de materialsuspendido; pero, la posibilidad de quelos microorganismos patógenos, especial-mente los virus, se encuentren embe-

bidos dentro del recubrimiento protectordel material que produce turbiedad en elagua, hace necesario, para una buenadesinfección, la remoción previa de laturbiedad.

En general se recomienda tener en cuenta,entre otros, los siguientes preceptos de di-seño:

• No existe unproblema típi-co de diseñode una plantade purifica-ción. En lapráctica, losproyectos va-rían desde unapequeña adi-ción a un sistema existente, hasta el di-seño de un sistema completo.

• Aunque la planta de tratamiento juega,en muchos casos, un papel primordial enel mejoramiento de la calidad del agua,en el diseño se consideran, además, la

El objetivo básico del diseño de unappllaannttaa ddee ppuurriiffiiccaacciióónn de agua es el deintegrar, de la manera más económicaposible, los procesos y operaciones detratamiento para que pueda proveer,sin interrupción, el caudal de diseño ysatisfacer los requerimientos de cali-dad del agua potable. Por lo tanto, laplanta de purificación debe tenermáxima confiabilidad y flexibilidad,mínima operación y mantenimiento, ysolamente los controles e instrumen-tos indispensables.

4 Le sugerimos consultar los cuadros de Romero Rojas, JairoA. (1999) Potabilización de agua. Alfaomega. México (pági-nas 16 a 19).

Le recomendamos visi-tar este sitio web:www.aguasargenti-nas.com.ar/body_e-ducacion2.htmlEn esta página sereseña el proceso depotabilización.

fuente y el sistema de distribución, si sequiere lograr la "producción económica"de un agua de buena calidad.

• El ingeniero o diseñador actúa ajustán-dose a todas las normas, leyes y requeri-mientos oficiales aplicables al proyecto:especificaciones para el diseño de plantaspotabilizadoras de agua, códigos deconstrucción, etc.

• El tipo de tratamiento depende de lacalidad de la fuente de suministro y dela calidad deseada en el agua produci-da. Por lo tanto, una información ade-cuada sobre la fuente es un prerrequi-sito básico para el diseño. Esto suponeun análisis del agua cruda y, cuando lafuente no es de características uni-formes, el conocimiento de las varia-ciones de tales características, así co-mo una evaluación de los cambios po-sibles de calidad de la fuente durantela vida útil de la planta.

• Cuando no existe información suficientesobre la calidad de la fuente, además deun programa de muestras y análisis, serecoge información proveniente de plan-tas en operación de fuentes semejantesen el área.

• En fuentes superficiales, la toma ocaptación de la planta se localiza en talforma que provea de una adecuadaprotección contra cualquier fuente decontaminación. En embalses profun-dos, las captaciones con tomas múlti-ples, a varias profundidades, ofrecenflexibilidad en la selección del agua yen la calidad de ésta en diferentes

condiciones. En fuentes subterráneas,la profundidad y la localización de lospozos son condicionadas por la ade-cuada protección contra fuentes decontaminación y por la obtención deagua de calidad favorable.

• La capacidad nominal de diseño de unaplanta es, generalmente, mayor que lademanda máxima diaria proyectada parael período del diseño.

• En la selección del período de diseñode los componentes de la planta setiene en cuenta la vida útil de laestructura y el equipo, la facilidad dela expansión, la tasa de crecimiento delárea de servicio, los cambios del poderadquisitivo de la moneda durante elperíodo de la deuda, y la operación delas estructuras y los equipos durantelos años iniciales. En general, se desa-rrollan desde el principio aquellasestructuras que no pueden construirsepor etapas -por ejemplo: edificios yestaciones de bombeo-.

• Es necesario que la planta de purificaciónpueda operar continuamente con uno omás equipos fuera de servicio por man-tenimiento. Esto supone un mínimo dedos unidades de tratamiento -por ejem-plo: tanques de sedimentación, flocu-ladores o filtros, dosificadores de coagu-lantes, cloradores-; si existe bombeo,habrá una unidad de reserva. Solamentese usa la instrumentación esencial; laintegración de equipo automático serestringe, para prevenir que una fallapueda dejar sin suministro de aguapotable a la población.

2211

• Para la localización de la planta se tienen encuenta los siguientes aspectos: área futurade servicio, costo bajo del terreno, ubica-ción con respecto a la fuente de distribu-ción, topografía, disponibilidad de energíaeléctrica, facilidades de acceso, facilidad dedisposición de residuos, actitud de lacomunidad, defensa civil y protección con-tra atentados, belleza natural y paisajística.

• Las especificaciones respectivas garanti-zan una construcción económica perodurable, teniendo en cuenta que las plan-tas son usadas por muchos más años quelos de su período de diseño.

Las sustancias químicas industriales suelencontener un nivel de impurezas que se mideen porcentajes o en partes por ciento. Elquímico de aguas rara vez trabaja con fuentesacuíferas que tienen valores elevados deimpurezas (que puedan expresarse en %m/m o % m/V), excepto en el caso de:

• agua de mar (aproximadamente, 3 % deimpurezas minerales disueltas),

• aguas connatas (las que brotan junto conalgunos petróleos crudos y que contie-nen, algunas veces, hasta un 20 a 30 %de sales disueltas),

• aguas salobres y

• aguas industriales de desecho.

En el agua dulce, el nivel de impurezas semide en partes por millón (ppm); 10.000 ppmequivalen a un 1 % m/m de impurezas.

Dado que un litro de agua destilada pesa 1.000 go 1.000.000 mg, es evidente que 1 mg deimpurezas en un litro representa 1 ppm. Sinembargo, un litro de agua de mar pesa, aproxi-madamente, 1.032 g; así, 1 mg de impureza enel agua de mar es menos de 1 ppm. Debido aque la densidad del agua puede ser bastante ele-vada, el uso de mg de sal / l de solución de aguade mar, es más preciso que ppm -aunque sonidénticos cuando se trabaja con agua dulce-.

Tratamiento del agua El tratamiento del a-gua es el proceso denaturaleza físico-quí-mica y biológica me-diante el cual se eli-mina una serie desustancias y microor-ganismos que impli-can riesgo para elconsumo, o le comu-nican un aspecto ocualidad organoléptica no deseables, transfor-mándola en un agua apta para consumir.

Considerando un agua superficial, de río,embalse o subterránea, con problemas decalidad que estimamos como conven-cionales, el proceso o línea de tratamientoconsiderado consta de una serie de etapasmás o menos complejas en función de la cali-dad del agua bruta objeto del tratamiento:

2222

Nuestro equipo de potabi-lización está diseñado teniendo

en cuenta estas disposiciones funda-mentales para poder integrarlo en elaula como un recurso didáctico y,también, para su uso en zonas en lasque el agua potable es escasa opoco accesible.

Si un sistema no estáprovisto de medios de po-tabilización, no merece elcalificativo sanitario de"abastecimiento de a-guas". Porque, en la po-tabilización del agua esnecesario recurrir siem-pre a métodos adecuadosa la calidad del agua-ori-gen a tratar.

2233

11 CCaappttaacciióónn..

22 CCooaagguullaacciióónn--ffllooccuullaacciióónn. Se realiza a finde eliminar las partículas en suspensióncoloidal. Para facilitar este proceso, seañade una pequeña cantidad de sulfatode aluminio o de cloruro férrico enmedio ligeramente básico; estas sustan-cias provocan la precipitación de loshidróxidos correspondientes -que por símismos no sedimentarían-, y la correc-ción del pH de coagulación con cal, sodao carbonato sódico.

33 DDeeccaannttaacciióónn. En diversos tipos dedecantadores.

44 AAllccaalliinniizzaacciióónn. Corrección del pH porsimple neutralización, o por reminerali-zación con cal y gas carbónico.

55 FFiillttrraacciióónn. Es necesaria para objetos talescomo ramas de árbol hasta partículas. Lafiltración propiamente dicha se lleva acabo sobre arena o sobre lecho mixto(arena y antracita) y, en determinadoscasos, sobre lecho de carbón en grano

66 DDeessiinnffeecccciióónn ffiinnaall con cloro, cloraminas,dióxido de cloro, hipocloritos u ozono.

El agua suministrada al público debe estarlibre de impurezas -insolubles (arcilla, sedi-mentos...) o solubles (contaminantes agríco-las o industriales)- o encontrarse éstasreducidas a cantidades seguras, antes de queel agua sea enviada a casas y organizaciones.

Las etapas del tratamiento para reducir lasimpurezas se clasifican según su naturalezafísica, química o bacteriológica.

• El ttrraattaammiieennttoo ffííssiiccoo consiste en someteral agua a decantación natural o aceleradacon agentes de floculación y, posterior-mente, a filtración mediante lechos dearena o de carbón. Las aguas poco turbiaspueden ser sometidas directamente a fil-tración, sin necesidad de pasar por ladecantación.

• El ttrraattaammiieennttoo qquuíímmiiccoo se lleva a cabocon la intención de mejorar los caracteresquímicos del agua; consiste en efectuar ladecantación con una cantidad conve-niente de calcio, para reducir la durezatemporaria y permanente, seguida de uncontrol final de pH.

• El ttrraattaammiieennttoo bbaacctteerriioollóóggiiccoo se realiza,generalmente, por oxidación, ya seadirecta o con gas cloro debidamente re-gulado. La posibilidad de dejar en el aguauna pequeña dosis de cloro libre garanti-za su total potabilidad bacteriológica alllegar a los consumidores, aunque en la

Estos procesos son comunes a lamayoría de los países y pueden

replicarse con nuestro equipodidáctico.

2244

red de distribución pueda haber puntosde contaminación. Para evitar el gustodesagradable del cloro, hoy en día seestudia la posibilidad de la ozonización.

A veces, las insta-laciones de trata-miento se com-pletan con la adi-ción de filtros decarbón activo engrano tras los fil-tros de arena; estose requiere en ca-sos conflictivos yconstantes de pre-sencia de sustan-cias orgánicas quepueden originarolores y sabores.

Hoy en día, eltratamiento deaguas no sólotiene que seguir y mejorar el tratamientoconvencional, sino que debe abordar lasnuevas causas de contaminación que nopueden eliminarse con los métodos habi-tuales, recurriendo a otros métodos,empleando incluso, otros reactivos com-plementarios.

El tratamiento del agua y, en especial, sudesinfección (hasta ahora, generalmente, con

El ozono es descubierto en 1785 por VanMauten. En 1857, Werner von Siemens diseñaun generador de ozono. En 1893 se usa porprimera vez para desinfección del agua enHolanda y, en 1906, se aplica en una planta detratamiento en Niza. El ozono, forma alotrópica del oxígeno, es unoxidante muy enérgico, utilizado como tal en ladesinfección del agua, en oxidación de mate-rias orgánicas e inorgánicas (entre estas ulti-mas destacan el hierro y el manganeso). Supoder oxidante y desinfectante, mayor que eldel cloro, lo hacen más eficaz que éste en laeliminación del olor, sabor y color del agua, asícomo en la eliminación de bacterias, virus yotros microorganismos. Su potencial de oxi-dación es 2,07 voltios; mientras el del cloro es1,36 voltios. La ozonización es una buena alternativa a lacloración (principalmente, en la preoxidación),cuando en el agua hay fenoles y otras sustan-cias orgánicas precursoras de trihalometanos.Los fenoles, por la adición de cloro, forman clo-rofenoles de sabor y olor muy desagradables,aún en concentraciones tan pequeñas como0,01 mg/l. Los precursores de trihalometanossuelen ser sustancias orgánicas naturales -como los ácidos húmicos, fúlvicos y tánicos-,generalmente de procedencia vegetal que, a lavez, comunican a las aguas superficiales unadeterminada coloración. En los enlaces doblesentre átomos de carbono de estas sustancias,el ozono actúa rompiéndolos; y, a medida queesto sucede, no sólo el color va desaparecien-do, sino que los propios precursores de los tri-halometanos se van eliminando.

En nuestro equipo didáctico están dife-renciadas las tres etapas del tratamiento:

• Físico: Floculación, decantación y posterior

filtración.

• Químico: Alcalinización para regular el pH

del agua de consumo.

• Bacteriológico: Desinfección por el agrega-

do de hipoclorito de sodio.

Usted puede accedera información acercade tratamientos alter-nativos para aguasresiduales válidos pa-ra el proceso de pota-bilización en zonasdonde las aguas atratar tienen conta-minantes que no sepueden eliminar conlos métodos habitua-les, consultando:http://www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/11CAgu/180Depur.htm#Otros

cloro) ha sido responsable, en gran medida,del 50 % de aumento de las expectativas devida en los países desarrollados a lo largo delsiglo XX.

La eficacia del tratamiento del agua en lareducción de las enfermedades que éstatransmite, depende de su calidad de origen ydel proceso seguido en el sistema detratamiento.

Los agentes patógenos transmitidos por elagua suelen provenir de sistemas hídricoscon inadecuado tratamiento, especial-mente en lo que hace a desinfección y afiltración.

Para resolver muchos problemas de abaste-cimiento de agua, de uso y de disposiciónfinal, es preciso conocer el caudal y la con-centración de las sustancias que el agua lleva.Para tener esta información, se requiere:

• La medida de los gastos de agua.

• La recolección de muestras representati-vas de agua.

• El análisis de las muestras.

No vamos a ocuparnos puntualmente de lamedida de los gastos de agua -dato queusted puede requerir en su zona de trabajo;sí de la toma de muestras, y de su examen yanálisis.

Con relación a la toma de muestras, se pro-cede de la siguiente manera:

• Elija un frasco o botella de 200 ml contapón de plástico; lávelo perfectamentecon agua y jabón.

• Ya limpio, esterilícelo; para ello,colóquelo en una olla limpia con aguaque lo cubra por arriba, por lo menos 3cm. Ponga a hervir el agua y, cuandorompa el hervor, deje el frasco con sutapa, en el agua hirviente, por 20 mi-nutos.

• Saque el frasco esterilizado, déjelo enfri-ar y tápelo, sin tocar para nada el bordede la boca.

• Sobre la tapa, coloque un capuchón depapel o de hoja de aluminio, y átelo conun hilo para que se mantenga en sulugar.

Realice tomas en diferentes puntos de lafuente de agua (río, arroyo, lago, etc.), va-riando la distancia a la orilla y la profundi-dad.5

Para los análisis microbiológicos, recoja lasmuestras en envases adecuados y estériles.

En algunos casos, la muestra requiere un pre-tratamiento, que se logra añadiendo ácidonítrico, sulfúrico o hidróxido de sodio, asícomo trasladarlas rápidamente (8 horas en lasituación más desfavorable) al laboratorio enel que se van a analizar.

A partir de aquí, analizaremos el tratamientorecomendado y utilizado en la mayoría de lospaíses para, luego, incursionar en la plantapotabilizadora propuesta como recursodidáctico.

2255

5 En estas páginas, va a encontrar información específicarespecto de la toma de muestra:hhttttpp::////wwaatteerr..uussggss..ggoovv//ppuubbss//ooffrr//ooffrr0000--1133//mmaannuuaall__sspp//ppllaann..hhttmmll##ppllaann.. wwwwww..ssttaannddaarrddmmeetthhooddss..oorrgg

2266

Coagulación.Floculación

El agua presenta turbiedad y color debido aque posee partículas en suspensión y/o solu-ción, como por ejemplo: arcillas, minerales,materias orgánicas, microorganismos, etc.Estas partículas son muy pequeñas y nopueden separarse del agua por simple sedi-mentación.

Los términos coagulación y floculaciónson frecuentemente usados como sinóni-mos para describir el proceso de aglo-meración de partículas; pero, tienen dis-tinto significado:

• CCooaagguullaacciióónn es el proceso de adi-cionar productos químicos al agua(coagulantes) para reducir o anularlas fuerzas que tienden a mantenerseparadas las partículas en suspen-sión.

• FFllooccuullaacciióónn es la aglomeración delas partículas por efecto de unmovimiento lento del agua, demodo de formar partículas de mayortamaño (flocs) que pueden sedimen-tar por gravedad.

La ccooaagguullaacciióónn consiste en la "desestabi-lización" de las partículas mediante un pro-ducto químico (coagulante) y su agitaciónbrusca.

En las plantas potabilizadoras, el coagulanteutilizado es el sulfato de aluminio; laagitación brusca se realiza en las canaletasParshall.

La coagulación se usa para:

• Remoción de turbiedad orgánica oinorgánica que no puede sedimentar conrapidez.

• Remoción de color.

• Eliminación de ciertas bacterias, virus yorganismos patógenos.

• Eliminación de sustancias productorasde sabor y olor.

Las unidades de mezcla rápida más utilizadasson las del tipo de resalto hidráulico -lacanaleta Parshall, el canal con cambio dependiente o rampa, y vertederos rectangu-lares o triangulares-.

El mezclador hidráulico tipo canaleta Parshalles especialmente recomendable para aguasque coagulan por el mecanismo de adsor-ción, dado que produce gradientes de veloci-dad altos y tiempos de retención muy cortos -del orden de 1 segundo o menos-.

Romero Rojas, Jairo A. (1999) Potabilización deagua. Alfaomega. México

El agua parcialmente clarificada es el aguasobrenadante que sale de los decantadorespor la parte superior y que es conducida a laetapa de filtración.

Los "barros" son recolectados en el fondo delos decantadores y devueltos a la fuente decaptación a través de un sistema de cañeríasconstruido a tal fin.

Las especies coloidales halladas en agua cruday en aguas de desecho incluyen sílice, hierro yotros metales pesados, y sólidos orgánicos,como los residuos de organismos muertos.

En un sistema disperso compuesto por sus-tancias A y B, se pueden presentar los si-guientes casos:

• La sustancia A puede estar disociada,ionizada o disgregada en la sustancia B.En este caso, se dice que la sustancia Aeessttáá ddiissuueellttaa dentro de la sustancia B.

• Partículas o gotitas muy pequeñas de la sustan-cia A pueden estar dispersas dentro de la sus-tancia B. En este caso, se dice que la sustancia Aeessttáá eenn eessttaaddoo ccoollooiiddaall dentro de la sustancia B.

• Partículas relativamente grandes de la sus-tancia A están flotando dentro de la sustan-cia B. En este caso, se dice que la sustanciaA eessttáá eenn ssuussppeennssiióónn en la sustancia B.

Según el tamaño de las partículas del sólidoo líquido disgregado dentro de otro, hay uncambio en la clasificación del fenómeno y enlas características que éste reviste:

• Cuando hay verdadera solución, el solu-to tiene dimensiones aproximadamenteiguales o inferiores a 1 nm6.

• Cuando es un estado coloidal, el coloidetiene dimensiones que varían entre 1 nmy 1.000 nm.

•Cuando hay suspensión gruesa, laspartículas o gotas suspendidas tienentamaños iguales o mayores de 1.000 nm6.

2277

6 Nanómetro, nm. Equivalente a 10-9 m

Tamaño de las partículas suspendidas (Arboleda Valencia, Jorge. 1992. Teoría y práctica dela purificación de agua. Asociación Americana de Acueductos y Alcantarillado. Colombia)

2288

Los límites fijados en el esquema son aproxi-mados y, por lo tanto, suelen confundirse ointercalarse, en especial en los puntos decontacto.

Las partículas:

• mayores de 100 µm pueden observarse asimple vista y son consideradas sólidosasentables;

• en el intervalo de 10 a 100 µm, se lasconsidera turbidez;

• por debajo de las 10 µm, se las consideracoloidales.

Las partículas mayores de 0,1 µm son visiblescon el microscopio óptico; para detectarpartículas menores de 0,1 µm se usa el micro-scopio electrónico.Los coloides pueden producirse en los proce-

sos de precipitación como el ablandamientocon cal. El aceite en agua de desecho es, confrecuencia, coloidal.

Cuando el agua a tratar contiene partículasmuy finas o en estado coloidal, el empleo dela sedimentación simple resulta antieconómi-co o imposible. (Una permanencia mayor alas 6 horas no resulta económicamente eficaz;como ejemplo, podemos mencionar que unapartícula de arcilla de diámetro 0.0001 msedimenta con una velocidad de 0.000154mm/s y tardaría dos años en sedimentar 1 m).

Los ccoollooiiddeess propiamente dichos tienenpropiedades muy características que los dis-tinguen en forma precisa. Las desarrollaremospara entender qué es la coagulación.

Existen ocho clases de dispersionescoloidales:

Fase dispersa Fase dispersante Nombre Ejemplo

1. Líquido

2. Sólido

3. Gas

4. Líquido

5. Sólido

6. Líquido

7. Sólido

8. Gas

1. Líquido

2. Líquido

3. Líquido

4. Gas

5. Gas

6. Sólido

7. Sólido

8. Sólido

1. Emulsión

2. Sol

3. Espuma

4. Aerosol

5. Aerosol

6. Gel

1. Aceite en agua

2. Turbiedad en agua

3. Crema batida

4. Niebla, neblina

5. Humo, polvo

6. Jalea

7. Vidrio coloreado

8. Piedra pómez

2299

Para el problema de coagulación -que es elque nos ocupa en la purificación del agua-, ladispersión coloidal que nos interesa es la dis-persión del sólido en líquido, que es la queforma buena parte de la turbiedad y el colorordinario del agua.

Las partículas coloidales tiene un gran poderde adsorción, adsorbiendo iones del mediocircundante (Es una propiedad característicade los coloides que da como consecuenciapartículas cargadas eléctricamente).

Los coloides se clasifican en:

• HHiiddrróóffiillooss (afines al agua).Reaccionan con el agua; estánconstituidos por las disper-siones moleculares de sustan-cias poliméricas o sustanciasaglutinadas al tamaño coloidal;tienen una fuerte atracción porel disolvente y reaccionanquímicamente con el agua enla que están dispersos (porejemplo: jabones, materiaorgánica encontrada en el aguanegra). Las sustancias que pro-ducen el color del agua sonhidrófilas. Para el tratamientodel agua es imprescindible quelos coloides hidrófilos puedenreaccionar químicamente conel coagulante usado en el pro-ceso. Así, los coloides hidrófi-los requieren mayor cantidadde coagulante que los hidrófo-bos que no reaccionan quími-camente con el coagulante.

• HHiiddrróóffoobbooss (adversos al agua).No reaccionan con el agua(ejemplos de ellos son las arci-llas y los metales) y, por esto,son mucho más inestables quelos hidrófilos. Son el tipo dedispersiones que más interesaen el tratamiento de aguaspotables.

3300

Parámetros

Efectos de la coagulaciónsobre las sustancias contenidas en el agua

Reducción máximaobtenida mediante lacoagulación:

0: nada de reducción+: 0 a 20 % de reducción++: 20 a 60 % de reducción+++: > 60 % de reducción

7 La presencia de materia orgánica en el agua se mide porparámetros globales que no diferencian la naturaleza de lasespecies químicas presentes.

Los más conocidos son:

• DBO -Demanda biológica de oxígeno- o BOD-Biological Oxigen Demand- Este parámetromide la cantidad de oxígeno consumido porla degradación biológica de la materiaorgánica.

• DQO -Demanda química de oxígeno- o COD -Chemical Oxigen Demand-. Este parámetro deter-mina la cantidad de oxígeno consumido por unamuestra, cuando se la valora con un oxidantefuerte como el dicromato o permanganato depotasio.

• COT -Carbono orgánico total- o TOC -TotalOrganic Carbon-. Se lo obtiene eliminando loscompuestos inorgánicos carbonados de unamuestra de agua, evaporando el agua y valo-rando el CO2 obtenido por combustión del

residuo.

8Determinación de nitrógeno por el método de Kjeldhal.

MineralesTurbidez

Materias en suspensiónFosfatosNitratosAmonioClorurosSulfatosFluoruros

HierroAluminio

ManganesoCobreZinc

CobaltoNíquel

ArsénicoCadmioCromoPlomo

MercurioCianuros

Orgánicos7

ColorOlor

Demanda química de oxígeno -DQO-Demanda biológica de oxígeno -DBO-

N Kjeldhal8

FenolesHidrocarburos aromáticos policíclicos

PesticidasAgentes de superficie

(reaccionando al azul de metileno)Microorganismos

VirusBacterias

Algas

+++ +++ +++ 0 0

0, + 0, + ++ +++ +++ +

+++ ++ 0 0

`+++As+5, ++As+3

++, +++ `+Cr+6, +++Cr+3

+++ ++ 0

+++ 0, + ++++++ +++ 0 ++ +++ 0,+

+++ +++ ++

Las partículas coloidales que producenla turbidez y color de las aguas superfi-ciales están cargadas negativamente. Laspodemos representar como una esferacon cargas negativas rodeada por unacapa constituida por iones positivos quese mueven solidariamente con lapartícula - capa fija-, y una capa difusade iones positivos y negativos.

Para destruir la estabilidad del sistemacoloidal, debe complementarse la adición delcoagulante con un mezclado de gran intensi-dad que promueva la colisión entre partícu-las y que dé lugar a la aglomeración. Enaguas de baja turbidez, puede requerirse laadición de sólidos, como la arcilla o el reci-clado de sólidos previamente asentados, paraaumentar el número de colisiones entre laspartículas.

Estos productos actúan como coagulantes yfloculantes a la vez. Añadidos al agua, for-man especies cargadas positivamente en elintervalo de pH típico para la clarificación -esto es, de 6 a 7-. Esta reacción de hidrólisisproduce hidróxido de aluminio gelatinosoinsoluble o hidróxido férrico (En nuestropaís, la sal férrica no se utiliza porque difi-culta la dosificación y tiende a colorear elagua).

La solución de sulfato de aluminio puedeprepararse en dos formas:

• Dosificando el polvo en forma continuaen un tanque de hidratación desdedonde la solución se lleva al punto deaplicación. Se denomina ddoossiiffiiccaacciióónn eennsseeccoo.

• Preparando la solución previamente, ydosificándola por gravedad o porbombeo en su punto de aplicación. Sesuele llamar ddoossiiffiiccaacciióónn hhúúmmeeddaa.

Tanto en el primero como en el segundocaso, los coagulantes están ya mezclados conel agua cuando se aplican.

El principal producto de la reacción es elhidróxido de aluminio.

El hidróxido de aluminio se disuelve dando,para valores de pH mayores de 7, aluminatossolubles Al (OH2)-, AlO2; y, para valores

menores de 7, Al3+.

El hidróxido dealuminio insolu-ble se producecuando las con-centraciones deiones negativos ypositivos son iguales, neutralizándose. Enese momento, el valor del pH se llamappuunnttoo iissooeellééccttrriiccoo. En el agua destilada espH= 5,5.

Los hidróxidos de aluminio insolubles pre-cipitan, formando una masa esponjosa, elfflloocc ddee bbaarrrriiddoo, que atrapa en su caída a loscoloides o partículas suspendidas, las que seven forzadas a decantar, incorporadas en elprecipitado que desciende.

Esta forma de remoción de la turbiedad, lla-mada ccooaagguullaacciióónn ppoorr bbaarrrriiddoo, es la que másfrecuentemente se presenta en la planta, yaque en la práctica las dosis que se usan estánpor encima del límite de solubilidad de loshidróxidos de aluminio.

Hemos visto que el coagulante reac-ciona con la alcalinidad del agua.Existen aguas que no poseen la alcali-

3311

Los coagulantes son sales de sulfato dealuminio o sulfato férrico que deben aplicarse

en solución. El agua del Río de laPlata coagula mejora pH próximo a 7,5.

nidad necesaria, lo que trae aparejada laformación de un coágulo o floc pequeñoque sedimenta con mucha dificultad. Engeneral, se requiere 1 mg/l de alcalin-idad expresada como CO3

2-, por cada 2

mg/l de sulfato de aluminio con 17% deóxidos útiles (Al2O3). En estos casos, se

hace necesario el agregado de sustanciasque eleven la alcalinidad del agua natu-ral. Este proceso recibe el nombre depprreeaallccaalliinniizzaacciióónn, cuando se realizaantes del coagulante. Las sustancias uti-lizadas para la alcalinización son el car-bonato de sodio Na2CO3 o el hidróxido

de calcio Ca(OH)2.

Para la determinación de la ddoossiiss óóppttiimmaaddee ccooaagguullaannttee a utilizar en la planta depotabilización, se puede realizar dos tiposde ensayos diferentes -electroforesis yprueba de jarra-. El objetivo de estosensayos es determinar la dosis que pro-duce la más rápida desestabilización de laspartículas coloidales, y la que hace que seforme un floc pesado y compacto que se-dimente fácilmente.

La eelleeccttrrooffoorreessiiss consiste en determinar lacarga de las partículas coloidales (potencialz). El aparato utilizado se llama zetámetro:

• En primer lugar, se determina el poten-cial zeta sobre el agua bruta, sin la adi-ción de coagulantes.

• Luego, se va midiendo con dosis cre-cientes hasta anular la diferencia depotencial, lo que da la dosis de coagu-lante necesaria.

El eennssaayyoo ddee ccooaagguullaacciióónn--ffllooccuullaacciióónn

((pprruueebbaa ddee jjaarrrraa)) se realiza a una temper-atura próxima a la que realmente tendrá elagua durante el tratamiento en la planta. Seutiliza un aparato que permite agitar,simultáneamente, el agua contenida en unaserie de vasos, a una determinada veloci-dad:

• En cada vaso de un litro se pone el aguabruta a ensayar y una dosis de coagulantediferente.

• Inicialmente, se agita el agua a unavelocidad de 100 rpm durante 20 a 30segundos; y, luego, a 40 rpm durante 20minutos.

• Se deja decantar y se observa cuál es elvaso que mejor resultado tiene, esdecir, el que contiene el agua másclara. La dosis de coagulante utilizadaen ese vaso es la que debe usarse en laplanta.

Se emplea la prue-ba de jarra deagua cuando elcontenido de sóli-dos suspendidosen la corrienteque debe clarifi-carse es menor a5.000 mg/L, a-proximadamente.La clarificacióndel agua cruda, elasentamiento desólidos biológicosy la mayor partede las corrientes primarias de desecho seencuentran en esta categoría.

3322

Los sólidos prove-nientes del trata-miento del carbón yde los minerales, yel lodo resultantede una clarificaciónprimaria, excedeneste valor; enton-ces, para la deter-minación de la do-sis de coagulante,se realiza la pruebadel cilindro.

3333

Existen, básicamente, dos tipos de coagu-lación:

• la de aabbssoorrcciióónn--nneeuuttrraalliizzaacciióónn, en la quelos imanes de Al3+ neutralizan las cargasde partículas (reducción de potencial z) y

• la de bbaarrrriiddoo, que se produce cuando hayprecipitación de los hidróxidos de alu-minio por sobresaturación de coagulanteque atrapa e incorpora a los coloides enesta precipitación.

La primera dura, como máximo, un segundo;la segunda se completa en un lapso de uno adiez segundos. Para estos tiempos, resulta ne-cesario dispersar el coagulante en la masa deagua en el menor tiempo posible, para lo cuales necesario efectuar una agitación violenta.

La mmeezzccllaa rrááppiiddaa es una operación empleadaen el tratamiento del agua con el fin de dis-persar diferentes sustancias químicas y gases.En plantas de purificación de agua, el mez-clador rápido tiene, generalmente, elpropósito de dispersar veloz y uniforme-mente el coagulante a través de toda la masao flujo de agua. La mezcla rápida puede efec-tuarse mediante turbulencia, provocada pormedios hidráulicos o mecánicos, tales como:

• resaltos hidráulicos en canales,

• canaletas Parshall,

• vertederos rectangulares,

• tuberías de succión de bombas,

• mezcladores mecánicos en línea,

• rejillas difusoras,

• chorros químicos,

• tanques con equipos de mezcla rápida.

Centrémonos, ahora, en la ffllooccuullaacciióónn..

El término floculación, decíamos, se refiere ala aglomeración de partículas coaguladas enpartículas floculentas; es el proceso por elcual, una vez desestabilizados los coloides, seprovee una mezcla suave de las partículas paraincrementar la tasa de encuentros o colisiones,y permitir el crecimiento del floc. Este creci-miento es producido por el contacto entrepartículas, debido al gradiente de velocidad.

Tres características esenciales definen la flo-culación.

• la forma de producir la agitación,

• el gradiente de velocidad,

• el tiempo de retención o permanencia "P".

Los objetivos que se persiguen son:

• Reunir los microflóculos para formarpartículas mayores con peso específicosuperior al agua

• Compactar el floc, disminuyendo sugrado de hidratación para aumentar supeso y facilitar la sedimentación.

Tanto el gradiente de velocidad como la per-manencia óptima varían según el tipo deagua; su definición se concreta por experi-mentación.

La velocidad con que se unen las partículas paraformar el floc está determinada por el númerode contacto entre ellas en la unidad de tiempo.Este número de contactos en un punto determi-nado del fluido en movimiento es directamenteproporcional al gradiente de velocidad, a la con-centración de partículas y al tamaño de éstas.

Por otra parte, según experiencias realizadaspor Camp9, la concentración del floc esinversamente proporcional al gradiente develocidad y a la permanencia P. Esto quieredecir que es posible variar el volumen delfloc cambiando la energía que se le comuni-ca a la masa líquida o variando su perma-nencia en el floculador:

• Al aumentar el gradiente de velocidad, elfloc se hace más pequeño pero, a la vez,más compacto, y tiene una mayor veloci-dad de sedimentación.

• Al contrario, el floc producido con bajavelocidad de agitación o gradiente, esgrande y esponjoso, y sedimenta condificultad.

El floculador es, por lo tanto, un tanque conalgún medio de mezcla suave y lenta, con un

tiempo de retención relativamente prolonga-do.

Según el tipo de energía usada para producirla agitación, los floculadores pueden clasifi-carse en:

• HHiiddrrááuulliiccooss. Para la agitación de la masalíquida, derivan su energía de la carga develocidad que el flujo adquiere alescurrir por un conducto. Consisten en

3344

9 Camp, William G. (2000) Manejo de nuestros recursos na-turales. International Thomson Publishing, Madrid.

Floculación

En nuestro equipo, la floculación -unida a la sedimentación- se pro-

duce en un decantador estático, luego delcual pasa al canal colector, por los verte-deros. El agregado del polielectrolito mejora lafloculación. En el equipo no lo utilizamos; noobstante, es una opción que usted puedeconsiderar para aplicar al suyo.

3355

tanques provistos de pantallas entre loscuales el agua circula con una veloci-dad fija, produciendo cierta turbulen-cia en cada cambio de dirección delflujo: Inicialmente, el flujo va y vienealrededor de los tabiques haciendo ungiro de 180º al final de cada uno;luego, el flujo sube y baja en condi-ciones similares. Según el sentido delflujo, se clasifican en floculadoreshidráulicos de flujo horizontal y deflujo vertical.

• MMeeccáánniiccooss. Son aquellos que requierende una fuente de energía externa quemueva un agitador en el tanque o seriede tanques. Los agitadores están cons-tituidos por paletas que giran a bajavelocidad; pueden ser de eje vertical ode eje horizontal. A mayor velocidadde giro, mayor energía entregada. Losagitadores pueden tener 2 o 3 paletas otravesaños unidos por una pieza cen-tral al eje. Cuando se usan agitadoresde eje horizontal se hace necesario, porlo general, un pozo seco al lado deltanque de floculación para acomodarlos motores que impulsan el sistema.Estos floculadores suelen diseñarseteniendo en cuenta que el área de laspaletas no debe ser mayor del 15 al20 % de la sección transversal del tanque-que no suele ser menor de 0,60 mm-; elespacio entre ellos y el fondo del tanque,no es menor de 0,30 m. Se diseñansiempre dos o más cámaras, congradientes de velocidad decrecientes.El defecto de los floculadores mecáni-cos es la facilidad con que se producencortocircuitos. Por esta causa, el ciclode tareas oscila entre 15 y 45 minutos.

Decantación

Una vez floculada el agua, el problema radi-ca en separar los sólidos del líquido, laspartículas coaguladas del medio en el cualestán suspendidas.

Esto se puede conseguir dejando sedimentarel agua, filtrándola o ejecutando ambos pro-cesos a la vez. La sedimentación y la fil-tración, por lo tanto, resultan procesos com-plementarios:

• La sseeddiimmeennttaacciióónn realiza la separación delos sólidos más densos que el agua, losque tienen una velocidad de caída tal quepueden llegar al fondo del tanque sedi-mentador en un tiempo económicamenteaceptable.

• La ffiillttrraacciióónn, en cambio, separa aquellossólidos que tienen una densidad muycercana a la del agua o que han sidoresuspendidos por cualquier causa y que,por lo tanto, no quedan removidos en elproceso anterior.

Se distinguen dos tipos de materias separa-bles por sedimentación:

• Las ppaarrttííccuullaass ggrraannuullaarreess oo ddiissccrreettaassque sedimentan independientementeunas de las otras con una velocidad decaída constante, y que no cambian dedensidad, tamaño o forma al descenderen el líquido.

• Las ppaarrttííccuullaass mmááss oo mmeennooss ffllooccuu--llaaddaass que resultan de una aglome-ración natural o provocada de laspartículas coloidales en suspensión.

3366

Al descender en el líquido seadhieren o aglutinan entre sí, cam-biando de tamaño, forma y pesoespecifico durante la caída.

Según sea el tipo de partículas a separary la concentración de éstas en suspen-sión, se pueden diferenciar los siguientesmodelos del proceso de sedimentación:

Tipo

1

2

3

4

Partículas discretas yaisladas en solucionesdiluidas.

Partículas aglomerablesen soluciones relativa-mente diluidas.

Soluciones de concen-tración intermedia.

Soluciones de alta con-centración.

No hay interacciónentre las partículas, yentre las partículas yel resto del fluido.

Las partículas seaglomeran, agrupán-dose en partículas demayor tamaño.

Las partículas inter-fieren entre sí endescenso, manteniendoposiciones estables.

Se forma una estruc-tura entre las partícu-las que van modificán-dose con el tiempo.

Movimiento de sedi-mentación de partícu-las en desarenadores ypresedimentadores.

Sedimentación de flocsen decantadores hori-zontales o de placas.

Deposición de lodos endecantadores de flujoascendente.

Compactación dedepósitos de lodos.

Clarificación por sedimentación

Características delos sólidos en suspensión

Descripción del proceso Ejemplos

Trataremos en detalle dos casos de fluido enmovimiento y su relación con el tipo dedecantador:

• El fluido se mueve con velocidad hori-zontal constante.

• El fluido se mueve con velocidad verticalconstante.

Consideremos el caso de los ddeeccaannttaaddoorreesshhoorriizzoonnttaalleess convencionales.

Antes de desarrollar su metodología de dise-ño, es conveniente estudiar un modelo teó-rico de sedimentación, con clarificación tipo1 (partículas aisladas), que nos va a ayudar adefinir conceptos y a establecer parámetros,aplicables también a partículas aglomeradas.

El modelo es desarrollado por Hazen en 1904y, luego, continuado por Camp en 1946, quienlo define como el decantador hipotético en elcual la sedimentación se realiza de la misma

3377

manera que en un recipiente de igual profun-didad con un líquido en reposo. El modeloresponde a las siguientes características.

• En el tanque de sedimentación se identi-fican cuatro zonas independientes -desedimentación, de entrada, de salida, delodos-.

• En la entrada, hay una distribución uni-forme de partículas.

• En la zona de sedimentación, la direcciónde flujo es horizontal; la velocidad es lamisma en todos sus puntos.

• Toda partícula que entra en la zona delodos queda atrapada y se consideraremovida.

La trayectoria de las partículas de diferentevelocidad de sedimentación es recta, produc-to de la composición de los dos movimien-tos, el de desplazamiento del fluido -vf- y elde sedimentación critica -vg-.

La velocidad de sedimentación critica o cargasuperficial -vsc- es la velocidad de la partícu-la que ingresa a la zona de sedimentación enla parte superior del sedimentador y esretenida en la zona de lodos en la posiciónextrema de la base.

Las partículas con velocidades vsc o mayoresson removidas en su totalidad; el conjunto departículas con velocidades menores que vscson retenidas en forma parcial.

Las partículas removidas con vsc o mayores,en un sedimentador ideal, son función delcaudal y del área superficial; no de la alturadel tanque ni del tiempo de retención o per-manencia.

Este concepto sólo es aplicable al tanqueideal. En los tanques reales, el proceso desedimentación se ve afectado por una seriede variables entre las que podemos enu-merar:

• Corrientes de densidad:

- Térmicas (diferentes temperaturas).

- De concentración (diferente concentración de partículas).

• Corrientes debidas al viento.

• Corrientes cinéticas:

- Alteraciones de la entrada.

- Obstrucciones de la sedimentación.

- Alteraciones de salida.

Debido a estas diferencias entre el tanque realy el ideal, no se puede considerar que la efi-ciencia de un decantador dependa única-mente de su carga superficial. Lo más correc-to es afirmar que la carga superficial es másimportante que la profundidad del tanque yque el período de retención.

Por otra parte, las partículas floculadas noson esféricas, y cambian de forma y peso alagrupárseles otras partículas durante lacaída.

El estudio de la eficiencia de un decantador,entonces, sólo se puede hacer en forma prác-tica, o con modelos por medio de trazadoresu otros sistemas.

En el diseño de sedimentadores reales, con-sideramos requisitos para cada una de sus 4zonas:

Zona 1. De sedimentación

En esta zona es necesario considerar:

• CCaarrggaa ssuuppeerrffiicciiaall.. Es la velocidad mínimade sedimentación Q/ Ah , que se espera

que, en promedio, tenga un cierto por-centaje (70-98 %) de partículas de la sus-pensión.

La determinación de la carga superficialpuede hacerse experimentalmente, efec-tuando un ensayo de sedimentación.

Según Acevedo Netto10 , los flocs desulfato de aluminio sedimentan con unavelocidad comprendida entre 0.015 y0.017 cm/s o sea entre 13 y 60 m/día.Por lo tanto, la carga superficial deberíavariar entre 13 y 60 m3/m2 día.

Las cargas bajas, se usan en continuacióncon filtros de arena sola. Las altas (35-45 m3/m2 día), con filtrosde lecho múltiple.

3388

Tipo de instalación

20-30

30-40

35-45

40-60

Instalaciones pequeñas conoperación precaria

Instalaciones proyectadas connueva tecnología, con operación

razonable

Instalaciones proyectadas connueva tecnología, con buena

operación

Instalaciones grandes con nuevatecnología, excelente operación y

con auxiliar de coagulacióncuando se necesite

Cargasuperficial(m3/m2 día)

10 Universidad Católica Argentina: hhttttpp::////wwwwww..iinnggeenniieerrooaammbbiieennttaall..ccoomm//iinnddeexx..pphhpp??ppaaggiinnaa==883366

• Zona 1. De sedimentación• Zona 2. De entrada

• Zona 3. De salida• Zona 4. De lodos

3399

• PPeerrííooddoo ddee rreetteenncciióónn yy pprrooffuunnddiiddaadd.Es el tiempo máximo que la partícu-la -con la mínima velocidad de sedi-mentación elegida- tarda en llegar alfondo. Por lo tanto, cuanto menorsea la profundidad, menor es elperíodo de retención. Este conceptoes aplicable a los sedimentadores dealta velocidad.

Los sedimentadores horizontales nopueden construirse con profundi-dades pequeñas, debido a que lavelocidad horizontal no puede hac-erse muy alta. Las profundidadesvarían entre 3 y 4,5 m

• FFoorrmmaa ddee llooss sseeddiimmeennttaaddoorreess. Los máscomunes son los rectangulares. La relaciónlargo-ancho (L/A) varía entre 4 y 5.

• VVeelloocciiddaadd hhoorriizzoonnttaall yy rreellaacciióónn llaarrggoo--pprrooffuunnddiiddaadd. En los sedimentadoreshorizontales es conveniente que lavelocidad sea la más alta posible, paraestimular la floculación pero sin perju-dicar la eficiencia.

Si Q es el caudal, vsc la velocidad desedimentación crítica (carga su-perficial) y vh es la velocidad hori-zontal, es:

Q = vsc . Ah ; Q = vh . Av

Como Ah (área horizontal) = A . LAv (área vertical) = A . h

Resulta que L / h = vh / vsc -Relaciónentre la altura máxima y la altura míni-ma-.

Zona 2. De entrada

Resulta difícil hacer pasar el agua queproviene de los floculadores -con un gra-diente de velocidad de entre 20 y 30 s-1- adecantadores donde el gradiente es de ape-nas 1 s-1, sin que se produzcan perturba-ciones. Por lo tanto, la finalidad de la estruc-tura de entrada es:

• Distribuir el afluente lo más uniforme-mente en toda el área transversal deldecantador.

• Evitar que haya chorros de agua que pro-duzcan movimientos rotacionales.

• Disipar la energía que trae el agua.

• Evitar altas velocidades que puedanarrastrar los sedimentos del fondo.

Es conveniente que las velocidades deentrada no sean mayores a 15 cm/s. SegúnAzevedo Netto11, los tabiques difusoresdeben tener un gran número de orificiospequeños, de forma circular: Los orificiosmás bajos deben estar a h/4 a h/5 del fondo;los orificios más altos a h/5 a h/6 de lasuperficie.11 Romero Rojas, Jairo Alberto (1999) Potabilización del agua.

Alfaomega. México.

Zona 3. De salida

La salida del agua del decantador se realizapor vertederos.

Generalmente, se especifica que la longitudde vertedero de salida debe ser tal que elgasto esté comprendido entre 1,67 y 3,3 l/s[6 y 12 m3/hora] por metro de vertedero.

Zona 4. De lodos

Los lodos se depositan en el fondo del sedi-mentador de manera no uniforme. Entre el60 y 90 % queda retenido en la primeramitad; esta cantidad es relativa, ya que varíacon la turbiedad del agua y con la cantidadde productos químicos usados para la coagu-lación.

La remoción del lodo puede hacerse enforma:

• Continua: Se usan cadenas barredorasque, por medio de zapatas, van empu-jando a los barros, lentamente, a un con-centrador.

• Intermitente: Requiere vaciar el decanta-dor cada cierto tiempo para que, duranteel vaciado, se arrastren hidráulicamentelos barros; se completa la limpieza delfondo, en forma manual.

Nos hemos referido hasta aquí a los procesosde coagulación, floculación y decantación.

Nos centramos, ahora, en la fase de...

Alcalinización

Cuando se agrega el coagulante, al aguamodifica su pH. Esta modificación del pH seexplica por la reacción secundaria del coagu-lante con los carbonatos ácidos presentes enel agua. Uno de los productos de esta reac-ción es el dióxido de carbono, que queda di-suelto en el agua dándole un carácter ácido.

Si no es tratada, el agua suministrada deesta forma atacaría no sólo a las cañeríasde hierro sino también a las domiciliarias

4400

Si bien hay otros tipos de sedimen-tadores, nos referimos a éste, dado

que el sedimentador utilizado en nuestrokit es un sedimentador horizontal conven-cional.

de cobre y plomo:

• El ataque a las cañerías de hierro produceaguas rojas, debido a la formación dehidróxido férrico en suspensión, el quecolorealos artefactos de porcelana, lozas yesmaltes.

• En cuanto al ataque a cañerías de plomo,el marco regulatorio basado en el códigoalimentario, permite, en nuestro país,una concentración de plomo en el aguade consumo de 0,010 mg/L, ya que estemetal es sumamente tóxico para el orga-nismo humano.

Para evitar estos inconvenientes, el agua sealcaliniza en el canal colector de las plantasde potabilización.

Agregando el hidróxido de calcio, éste secombina con el dióxido de carbono presenteen el agua. Quedan disueltas en el agua,entonces, sales de calcio que se depositan,luego, en los conductos de hierro o plomo,configurando una película protectora.

De este modo, el tratamiento con cal tiene laventaja de suministrar agua para el consumolibre de plomo y otros metales, sumada a lareducción de gastos por la limpieza y desin-crustación de las cañerías.

El óxido de calcio, de fórmula CaO, tambiénse denomina ccaall vviivvaa.

Filtración

El primer filtro de arena se inventa en Escocia en1804. En 1829, la Compañía del Río Támesis, enLondres, emprende la construcción de filtros lentosde arena y, en 1892, se demuestra su eficiencia paracontrol biológico, en ocasión de la epidemia decólera ocurrida en Hamburgo.

El filtro está formado por:

• una capa de canto rodado grueso, utiliza-do como soporte,

• una capa de canto rodado fino,

• una capa de arena gruesa y, por último,

• una capa de arena fina.

El agua ingresa por la parte superior de los fil-tros y es recolectada, en el fondo, por aspiración,utilizando una bomba centrífuga que la recoge yla conduce a través de un sistema de cañerías.

En la etapa de filtración quedan retenidas laspartículas que han logrado superar ladecantación y que permanecen en el aguaparcialmente clarificada.

Los filtros se van atascando y requieren ser

4411

En nuestro modelo didáctico de plantapotabilizadora, el agregado de cal se

efectúa en el canal colector previo a la filtración.La dosis requerida se calcula de acuerdo al vo-lumen de agua que se desea potabilizar.

Nótese que en algunas plantas potabilizadoras,el agregado de cal al agua se realiza a la salidade la planta, como última etapa del pro-ceso.

La producción de agua clara y cristalina es prerre-quisito para el suministro de agua segura y requierede la filtración. En la planta de purificación, la fil-tración remueve material suspendido -medido, en lapráctica, como turbiedad- compuesto de flóculo,suelo, metales oxidados y microorganismos. Laremoción de microorganismos es de gran importan-cia, puesto que muchos de ellos son extremada-mente resistentes a la desinfección y, sin embargo,son removibles mediante filtración.

lavados, operación que se realiza con aguapotable a contracorriente. Para ello, cadaunidad filtrante de la planta cuenta conválvulas y dispositivos adecuados.

Generalmente, se piensa en los filtros comoun tamiz o microcriba que atrapa el materialsuspendido entre los granos del medio fil-trante. Sin embargo, la acción de colar, cribaro tamizar el agua es la menos importante enel proceso de filtración, puesto que la ma-yoría de las partículas suspendidas puedepasar fácilmente a través de los espacios exis-tentes entre los granos del medio filtrante.

En las principales instalaciones de filtración,los filtros suelen ser abiertos; los filtros cerra-dos se utilizan sólo para instalacionespequeñas (menor de 40m3/h).

En las instalaciones de filtración de las esta-ciones de tratamiento de agua, el medio porososuele ser arena, arena+antracita o bien carbónactivo en grano; la materia en suspensión estáconstituida por flóculos o microflóculos proce-dentes de la etapa anterior de decantación obien formados expresamente -cuando se sigue elproceso conocido como microfloculación sobrefiltro o filtración directa-. Los filtros de estasinstalaciones son, por lo general, abiertos, convelocidades de filtración de entre 6 y 15 m/h,empleándose los filtros cerrados a presión eninstalaciones pequeñas (menores de 50 m3 /h).

El espesor de la capa de arena suele oscilarentre 0,7 y 1 m, y la talla efectiva entre 0.8 y1 mm, con un coeficiente de uniformidadentre 1,5 y 1,7. En el caso de lechos bicapa, elespesor de arena es 1/3 del total; sobre ella seubica una capa de antracita de 2/3 del espesortotal y talla efectiva entre 1,2 y 2,5 mm.

En una planta concreta, el espesor y la gra-nulometría dependen de la velocidad de fil-tración, del tamaño y naturaleza de laspartículas que van a ser retenidas, y de la pér-dida de carga disponible.

La velocidad de filtración, para el caso de fil-tración rápida, suele ser del orden de5 a 15 m/h (m3/m2 h).

Uno de los parámetros más indicativos delcomportamiento del filtro es la turbidez delagua filtrada. Al comenzar el período de fil-tración, partiendo de un lecho filtrante limpio:

• hay un período inicial de tiempo relativa-mente corto -ppeerrííooddoo ddee mmaadduurraacciióónn- enel que la turbidez del agua filtrada va dis-minuyendo hasta alcanzar un punto a par-tir del cual la turbidez se mantiene casiconstante; éste es un período largo quedepende de la altura de la capa del lecho;

• continuando la filtración, se llega a unpunto a partir del cual la turbidez inicia unincremento; este punto marca el comienzodel ppeerrííooddoo ddee ppeerrffoorraacciióónn del filtro.

La pérdida de carga -que, en el caso de un fil-tro, en definitiva, nos indica el grado de dificul-tad que encuentra el agua a su paso a través dela arena- nos sirve para hacer un seguimientodel estado de atascamiento del lecho de arenacon el transcurso del tiempo de filtración.

Al construir los filtros, se fija la pérdida de cargamáxima a la que puede llegarse. Ésta es tal queel tiempo que tarda en alcanzarse es igual o li-geramente inferior al tiempo al cabo del cual sealcanza la perforación del filtro. De esta forma,se aprovecha el atascamiento de la casi totalidadde la altura del lecho de arena previsto.

4422

4433

Para conseguir una tasa o velocidad de fil-tración constante, se pueden utilizar:

• filtros que operan a nniivveell ccoonnssttaannttee, con re-gulación aguas arriba y abajo medianteflotadores, válvulas de mariposa o sifones;

• filtros de nniivveell vvaarriiaabbllee, en los cuales estenivel va aumentando a medida queaumenta la pérdida de carga como con-secuencia del atascamiento o del colma-do del lecho filtrante.

Llegado el momento de la máxima pérdidade carga de alguno de los filtros que formanla instalación, se interrumpe la entrada deagua a filtrar y se procede al lavado a contra-corriente, que consta de tres fases:

1 Esponjamiento del lecho con aire a bajapresión (entre 30 y 60 segundos).

2 Lavado con aire y agua (entre 3 y 6 minutos).

3 Aclarado con agua (entre 12 y 7 minutos).

El lavado a contracorriente se realizaaprovechando la diferencia de nivel entre elcanal de agua filtrada y el canal de recogidade agua de lavado.

En el lavado a contracorriente, el lecho dearena se expande. Entonces, el aire provocaque los granos de arena al rozar uno contraotro se desprendan de las partículas retenidasque, después, son arrastradas por el agua delavado hacia los vertederos o canales derecogida del agua de lavado.

El proceso de lavado finaliza cuando esta aguaresultante del lavado no muestra casi partículasen suspensión.

Lavado de un filtro con canales de recogida de agua de lavado

Un lleecchhoo ddee mmeeddiiooss aappiillaaddooss oo ddee ddooss ccaappaass(medio dual) es una respuesta para propor-cionar una filtración de gruesa a fina en unpatrón de flujo descendente. Los dos materi-ales seleccionados tienen distintos tamañosde grano y diferente gravedad especifica (ge-neralmente, se usa antracita molida con arenade sílice; la primera, con una gravedad especí-fica de 1.6 y un tamaño de grano de 1 mm, seasienta más lentamente que la arena; la arenapresenta una gravedad específica de 2.65 ytamaño de grano de 0.5 mm, de modo que laantracita de grano grueso descansa sobre laarena de grano fino después del enjuague).

En un lecho típico de medio dual, se colocan50 centímetros de antracita encima de 25centímetros de arena. La antracita gruesapermite una penetración más profunda en ellecho y proporciona jornadas de filtro máslargas, a velocidades mayores de filtración. Laarena fina pule al efluente.

Así como el medio dual de grueso a fino es másefectivo que el filtro de un solo medio, puedenlograrse mejoras posteriores introduciendobajo la arena un tteerrcceerr mmeeddiioo de grano máspequeño y más pesado. El granate -con unagravedad específica de 4.5 y un grano muyfino- se asienta más rápidamente que la arenade sílice y puede emplearse como capa defondo. Este tipo de filtro opera con flujosgrandes, y ofrece una penetración más profun-da y jornadas más largas para el filtro, que losfiltros de medio único o de medio dual.

Es crítica la velocidad de flujo a través del filtro,ya que limita el rendimiento y determina elnúmero de filtros necesarios. En general, amedida que el flujo aumenta, también lo hace lapenetración en el filtro. La velocidad del flujo

está limitada por la presión disponible y por lasdimensiones del medio: A medida que el medioempieza a cargarse con sólidos, la velocidad netapor área de flujo dado aumenta hasta quefuerzas cortantes rompen los sólidos, queescapan en el efluente. En general, los filtrosestán diseñados para ser enjuagados antes deque se produzca este rompimiento en un puntodeterminado por la pérdida de presión -aproxi-madamente, 4 bar-.

La temperatura del agua afecta al desempeño delfiltro debido a la viscosidad: a 1 ºC, la viscosidaddel agua es 44 % mayor que a 22 ºC.

Por otra parte, el enjuague mejora con aguafría ya que: A mayor viscosidad más efectivaes la remoción de los sólidos del lecho. Laformación de flóculos es mucho más lenta atemperaturas bajas, de modo que la capaci-dad de filtración en una planta determinadapuede variar con la estación del año. En ve-rano, los flóculos pueden permanecer en lasuperficie mientras que en invierno penetranprofundamente en el filtro.

La sseelleecccciióónn ddeell mmeeddiioo ffiillttrraannttee es determinadapor la durabilidad requerida, el grado deseadode purificación, la duración de la carrera del fil-tro y la facilidad deseable de su lavado12.

El medio ideal debe ser de un materialdurable, capaz de retener la máxima cantidadde sólidos y ofrecer facilidad para limpiarsecon una cantidad mínima de agua de lavado.En una arena gruesa, la permeabilidad esmayor que en una arena fina, aunque laporosidad y el volumen de vacíos seaniguales. Los poros pequeños de la arena fina

4444

12 Kawamura S. (1975) Design and Operation of High Rate Filtres.J AWWA-American Water Works Association-, vol 67.

causan mayor resistencia al flujo, o sea,menor permeabilidad.

El tamaño efectivo -TE- es el tamaño de partícu-las o del grano, en mm, tal que un 10 % del mate-rial en peso es más pequeño que dicho tamaño;en otras palabras, es el tamaño del tamiz, en mm,que permite el paso del 10 % del medio filtrante.

Las arenas se especifican por:

• El tamaño efectivo (TE): Diámetro deltamiz por el que pasa el 10 % en peso deun determinado volumen de arena.

• Coeficiente de uniformidad (CU):Relación entre el diámetro del tamiz porel que pasa el 60 % de arena en peso, conrespecto al tamaño efectivo.

La arena es el medio filtrante más usado;posiblemente, por ser el más económico. Enfiltros rápidos de arena:

• la profundidad del lecho es de 60-70 cm,

• el TE de 0,45 - 0,55 mm y

• el CU de 1,2 - 1,7.

La arena para filtros:

• tiene una solubilidad en ácido clorhídricoal 40 % m/V, en 24 horas, menor del 5 %,

• tiene una densidad relativa mayor de 2,5 y

• es limpia y bien gradada, según normasAWWA -American Water WorksAssociation- B100-53.

Como medio granular filtrante, en ocasiones seusa carbón de antracita triturado en lugar dearena. Según la AWWA, estándar B100-72, laantracita para filtros debe ser limpia, dura -condureza mayor de 2,7 en la escala de Mohs-, dedensidad relativa mayor de 1,4, solubilidad enácido menor del 1 % y coeficiente de uni-formidad menor de 1,7. En filtros de antracitase puede usar un lecho de 60-70 cm contamaño efectivo de 0,70 mm o mayor.

Un filtro de medio dual arena-antracita, usaalrededor de 60 cm de antracita de 1 mm, sobre15 cm de arena. Debido a la diferencia de densi-dades -antracita: 1,4; arena: 2,65-, la antracita detamaño apropiado según el tamaño de la arena,permanece encima de la arena durante el lavado.

Cuando el lecho contiene grava, el tamaño y la pro-fundidad de la capa inferior de grava dependen delsistema de drenaje usado. El lecho ideal de grava esuno en el cual ésta es casi esférica de forma y en elque existe un incremento uniforme en tamañodesde el techo hasta el fondo. La profundidad dellecho de grava puede variar entre 15 y 60 cm; esusual una profundidad de 45 cm en filtros rápidos.La grava debe ser dura, redondeada, con una den-sidad relativa promedio no menor de 2,5.

Desinfección

El agua filtrada, a pesar de ser un agua com-

4455

El filtro utilizado en nuestro equipo es dearena, grava y canto rodado. Como opción de

prueba para comparar la efectividad del tipo delecho, se le puede agregar antracita.

El espesor del lecho filtrante depende del tamaño dela reserva en donde es recogida el agua parasu posterior consumo.

TE= d10d60 Tamaño de partícula del 60% que pasa

CU=d10 Tamaño de partícula del 10% que pasad60CU=TE

pletamente clarificada, puede contener micro-organismos. La desinfección se realiza con elfin de obtener -desde el punto de vista micro-biológico- un agua apta para el consumohumano; consiste en el agregado de cloro queasegure la eliminación de bacterias nocivas.

Esta cloración se realiza conjuntamente, en elmismo sistema de tubería que ingresa a lasreservas. En estas condiciones, el agua ya espotable y es conducida a los tanques dereserva, desde donde se distribuye a la ciu-dad mediante las bombas adecuadas.

El cloro es un gas ampliamente distribuido en lanaturaleza; su capacidad de reacción es tal que esmuy extraño encontrarlo como gas libre, así comoes conocido el peligro potencial para la salud altrabajar en su manufactura y en sus usos industri-ales. El cloro gas, en sí, es un gas cáustico, irritante,amarillo verdoso, cuyo peso supera el doble delpeso del aire. Es manufacturado por el pasaje deelectricidad (proceso de electrólisis) a través deuna solución de sal de mesa; entonces, es usual-mente comprimido a líquido, para empaque yalmacenamiento. El manejo y uso de ambos -clorolíquido y cloro gaseoso- requiere atención a lasprecauciones de seguridad.

El cloro es sumamente soluble, únicamenteen agua y continúa siendo la sustanciaquímica que más económicamente, y conmejor control y seguridad se puede aplicar alagua para obtener su desinfección.

Tanto el cloro elemental gaseoso como ellíquido reaccionan con el agua de la siguienteforma:

Para concentraciones de cloro menores de1.000 mg/l -el caso general, en la práctica-, lahidrólisis es prácticamente completa si elpH es mayor de 3. Como podemos obser-var en la ecuación 1, la adición de clorogaseoso al agua baja su alcalinidad y, con-secuentemente, su pH debido a la produc-ción del ácido fuerte, HCl y del ácidohipocloroso, HClO.

El ácido hipocloroso se ioniza para formarion hipoclorito.

La ionización del ácido hipocloroso dependede la concentración de ion hidrógeno -o sea,del pH-:

• A valores de pH menores o iguales que6, se inhibe y el residual es, predominan-temente, HClO.

• A pH igual a 7.7 los residuales de HClOy ClO- son aproximadamente similares.

• A pH igual o mayor que 9.0, casi todo elresidual es ClO-.

Las especies HClO y ClO- en el agua, consti-tuyen cclloorroo lliibbrree ddiissppoonniibbllee o rreessiidduuaall ddeecclloorroo lliibbrree..

El ácido hipocloroso es el desinfectante másefectivo. En cambio, el ion hipoclorito es re-lativamente inefectivo en comparación con elácido hipocloroso; por ello, la desinfecciónletal con cloro ocurre a pH bajo, o sea enmedio ácido. En general, se considera que elHClO es 80 a 100 veces más efectivo que elClO- para exterminar E. Coli.

4466

Ecuación 1:Cl2 + H2O HOCl + H Cl , que se complementa

hacia la derecha al cabo de varias horas.

Ecuación 2:

HClO H+ + ClO-

Si el cloro se dosifica como hipoclorito desodio, se tiene:

En este caso, se presenta un incremento de laalcalinidad que depende de la magnitud conque el ClO- reacciona con el agua.

Según el tipo de agua, la desinfecciónrequiere un mayor o menor período de con-tacto y una mayor o menor dosis de desin-fectante. Generalmente, un agua relativa-mente clara, con pH cerca de la neutralidad,sin muchas materias orgánicas y sin fuertescontaminaciones, requiere de unos cinco adiez minutos de contacto con dosis menoresa 1 mg/l de cloro. En cada caso, debe serdeterminada la dosis mínima requerida paraque permanezca un pequeño residuo libreque asegure un agua exenta, en todo momen-to, de agentes patógenos vivos.

Cuando se aplican soluciones como las dehipoclorito de calcio o de sodio, debe tomarseen cuenta su contenido de cloro, expresado enla forma de ácido hipocloroso, con objeto defijar las dosificaciones. También deben conside-rarse las concentraciones de las soluciones. Porejemplo, un producto comercial, el hipocloritode calcio, con 98 % de pureza, da:

En este caso, no sólo aumenta la alcalinidadsino la dureza total del agua.

El peso molecular del ácido hipocloroso esde, aproximadamente, 52; el del hipoclorito

de calcio es de, aproximadamente, 144.

Luego, 2 x 52 / 144 = 0.722 y 0.722 x 0.98 = 0.71;es decir, 71 % de Cl utilizable en la forma deácido hipocloroso.

El agente desinfectante se puede presentar entres estados físicos: gaseoso (Cl2), líquido

(solución acuosa de hipoclorito de sodio) osólido (pastillas de hipoclorito de calcio). Elequipo requerido para la dosificacióndepende del agente elegido.

• AApplliiccaacciióónn ddiirreeccttaa ddeell cclloorroo ggaasseeoossoo. Estesistema de aplicación requiere una ciertainfraestructura y adiestramiento de los ope-rarios, ya que el cloro viene embalado encilindros y, para poder pasarlo a una solu-ción acuosa, requiere de agua a presión. Porla complejidad y peligrosidad en el manejodel cloro gaseoso, este sistema es más uti-lizado en plantas de purificación conven-cionales para acueductos de gran tamaño.

• AApplliiccaacciióónn ddeell aaggeennttee ssóólliiddoo. En instala-ciones pequeñas, resulta ser máseconómico y fácil el empleo de hipoclori-tos (sales del ácido hipocloroso) quepueden obtenerse comercialmente encualquiera de estas formas:

a HHiippoocclloorriittoo ddee ccaallcciioo. El hipocloritode calcio más usado es el HTH -HighTest Calcium Hypoclorite- que se pre-senta en forma granular, en polvo oen tabletas. Su aplicación puede serdirecta o mediante la preparaciónprevia de una solución acuosa.

b HHiippoocclloorriittoo ddee ssooddiioo. Este hipoclori-to se presenta en forma líquida, endiferentes concentraciones.

• AApplliiccaacciióónn ddee hhiippoocclloorriittooss llííqquuiiddooss. Éstos sondosificados mediante el empleo de hipoclo-

4477

Ca(ClO)2 Ca2+ + 2 ClO-

2 ClO- + H2O 2 HClO + 2HO-

NaClO Na+ + ClO-

YClO- + H2O HClO + HO-

radores, bombas de desplazamiento positivo,de diafragma o pistón, dotados de elementosresistentes a la corrosión del cloro. Para hacerla dosificación de un hipoclorito, es necesariohacer una dilución de la concentración inicialde cloro de 0.5 a 1.0 por ciento en peso.

El cloro es un elemento muy corrosivo y, porlo tanto, requiere precaución en su manejo;adicionalmente, los equipos empleados debenser de materiales resistentes a la corrosión.

Muchos factores de-terminan la exactacantidad de cloro adosificar en una apli-cación dada para ob-tener los resultadosdeseados. Los dosifi-cadores de gas clorofuncionan abarcandouna amplia gama dedosificaciones y, nor-malmente, puedenconvertirse fácilmen-te en dosificadoresde capacidad mayoro menor.

El caudal máximode un clorador es,por lo menos, veinteveces su dosificaciónmínima, con cual-quier capacidad da-da del tubo medidor.

La cantidad decloro requeridapara efectuar la desinfección (dosificación) ocualquier otro tipo de tratamiento depende

de:

• la demanda de cloro en el agua,

• la cantidad y tipo de cloro residualrequerido,

• el tiempo de contacto del cloro en elagua,

• la temperatura del agua,

• el volumen del flujo a tratar;

• adicionalmente, todo tipo de restricciónimpuesta por las autoridades dedicadas ala salud pública.

Las diferentes sustancias presentes en el aguainfluyen en la demanda de cloro y complicansu uso para la desinfección. Por lo tanto, esnecesario aplicar suficiente cloro, no sólo paradestruir organismos sino también para com-pensar el cloro consumido por esas sustancias.

El tipo y cantidad de cloro residual requeridopara una aplicación particular, así como el tiem-po de contacto necesario, varían de tiempo entiempo y de lugar en lugar. Los resultadosobtenidos en otras instalaciones pueden ser uti-lizados como una guía en la selección deltratamiento a seguir; asimismo, es convenienterealizar algunas pruebas de laboratorio en plan-tas existentes o en plantas pilotos para obtenerel tipo de tratamiento requerido; estas pruebasson especialmente importantes cuando se desearealizar un tipo de cloración con varios objetivos(desinfección y otras finalidades).

El agua de la ciudad de Buenos Aires en finalde red tiene una concentración de cloro libremayor a 0,2 mg/L; para ello, cuando sale dela reserva, la concentración de cloro es deaproximadamente 1-1,2 mg/L. Según el códi-go alimentario, se considera deficiente unaconcentración de cloro libre 0,2 mg/L.

4488

Dosificación es la canti-dad de cloro añadida al a-gua o aguas residuales,expresada en partes pormillón (ppm) o miligramospor litro (mg/l). Demanda es la cantidadde cloro requerida parareaccionar con las sustan-cias orgánicas e inorgáni-cas, y destruir las bacte-rias contenidas en el su-ministro de agua. Cloro residual es la can-tidad de cloro remanentedespués de un período decontacto especificado. Esnecesario mantener un ni-vel de cloro residual paraasegurar el tratamientocompleto y adecuado; im-plica un margen de seguri-dad contra una subsi-guiente contaminación. Contrapresión es la pre-sión en una tubería en laque el cloro tiene que in-yectarse, más la pérdidade presión en la tubería desolución desde el eyectoral punto de aplicación.

4499

Tratamiento de cloración para... Dosificación típica en partes por millónAgua:

• Refrigeración• Enfriamiento• Lavado a chorro• Pozo• Superficial

Aguas residuales:• Aguas residuales• Efluente filtro percolador• Efluente fango activado• Efluente filtro de arena

AlgasBacteriasBacterias ferrosasCianuro:

• Reducción de cianato• Destrucción completa

Eliminación del color

LimoOlorPiscinasPrecipitación de hierroPrecipitación de manganesoReducción de DBOSaborSulfuro de hidrógeno:

• Control de sabor y olor• Destrucción

Lodo activado:• Control de masa de lodo• Condensación de lodo

Reducción de DBODesinfección:

• Aguas cloacales crudas (frescas)• Aguas cloacales crudas (del séptico)• Aguas cloacales clarificadas (frescas)• Aguas cloacales clarificadas (del séptico)• Efluente, precipitación química• Efluente del filtro de goteo• Efluente del lodo activado• Efluente del filtro de arena

Control de olor:• Alcantarilla, recolectoras• En la planta

Operación del filtro de goteo:• Control de olor• Hoyo del filtro• Control de moscas en el filtro

3-520501-5

1-1013

15-20Dosis promedio 3-8

3-53-5

1-10, variando con la cantidad de bacterias a controlar

2 veces el contenido de cianuro8, 4 veces el contenido de cianuro

La dosificación depende del tipo y de la cantidad decolor que se desee eliminar. Puede variar desde una

dosificación de 1 hasta una de 500 ppm3-51-31-5

0.64 veces el contenido de Fe1.3 veces el contenido de Mn

101-3

2 veces el contenido de H2S8, 4 veces el contenido de H2S

1 - 8Variable6 - 12

6-1212-255-1012-403-403-102-81-5

1.5 - 105 - 10

2 - 65 - 403 - 10

13 Existen muchas variables que pueden afectar al agua de superficie y al tratamiento requerido.

5500

1. Características físicasColorOlor y saborTurbiedad UNT (4)

2. Características químicas2.1.Sustancias inorgánicasAlcalinidad total (Co3Ca)Aluminio residualArsénico (As)Cadmio (Cd)Cianuro (Cn)Cloro activo (1)

CloruroCobres (cu)Cromo (cr)Dureza total (Co3Ca)Fluoruro (F)Hierro total (Fe)Manganeso (Mn)Mercurio (Mg)Nitrato (NO3-) (3)

PH (Pozos)PH (Plantas) (5)

Plomo (Pb)Selenio (Se)Sólidos disueltos totalesSulfatos (SO4=)Zinc (Zn++)

3. Características bacteriológicasBacterias aeróbicas(Agar 37 °C 24 h.) UFC/mlBacterias coliformes a 37 °C(Caldo Mc. Conkey o verde brillante)Escherichia Coli <1 U/mlPseudomonas aeruginosas <1

Unidadesmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/l

UFC/mlMNP/100ml

U/mlU/100ml

GERENCIA DE AGUA REQUISITOS DE CALIDAD YCANTIDAD DEL AGUA

POTABILIZADA

PG-GA-007Versión N° 1Página 1 de 1

Control de producto no conforme

199810

<1,0

Metas4000,20,050,0050,10

0,2-0,52501,0

0,0504002,00,200,050,001

456,5-8,5

pHs+/-1,00,0100,01015004005

100<2

AusenciaAusencia

2.2. Sustancias orgánicasTHM

Aldrin + DieldrinClordano

DDT (Total isómeros)Detergentes

Heptacloro y heptacloroepoxidLindano

Metoxicloro2,4 D

BencenoHexacloro bencenoMonocloro benceno1,2 Dicloro benceno1,4 Dicloro benceno

ClorofenolesTetracloruro de carbono

1,1 DicloroetenoTricloroetileno

1,2 Dicloroetano1,1, 1 Tricloroetano

Cloruro de ViniloBenzopirenoEtilbenceno

EstirenoTolueno

Tetracloroetano

Metas1000,030,11

0,500,133010010

0,010,0030,00030,0001

13

0,320102002

0,010,7<0,1

110

I. Requisitos de calidad: Marco regulatorio

Unidades�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l�g/l

II. Requisitos de cantidadAltura de reserva: mayor o igual a 2,50 m.

(1) Sujeto a la necesidad de calidad bacteriológica en el puntode suministro del usuario.(3) En los casos en que no se pueda suministrar agua con un con-tenido inferior, el Ministerio de Salud debe autorizar el abaste-cimiento. Además, debe advertirse a la población sobre no usaresa agua para la preparación de la alimentación de lactantes.(4) 95 % del tiempo.(5) 90 % del tiempo.

5511

El término demanda de cloro poco significapara tratamientos de cloración de aguasnegras. La expresión más aplicable es la derreeqquueerriimmiieennttoo ddee cclloorraacciióónn, que se definecomo la cantidad de cloro que debe ser agre-gada por unidad de volumen para obtener elresultado deseado bajo condiciones específi-cas. El resultado puede ser basado en ciertonúmero de criterios, tal como una densidadde coliformes estipulada, una concentraciónde cloro residual específica, la destrucción deun constituyente químico y otros criterios.

Cuando el cloro es utilizado para un propósi-to como el control del olor, la reducción dellodo mineral (légamo), el control de insectosen un filtro de goteo o el control de masa delodo activado, su requerimiento se definecomo la cantidad de cloro que debe ser agre-gada para producir el resultado deseado. Enla mayoría de estos casos, el requerimientode cloro se determina en la planta; ocasional-mente, las pruebas de laboratorio pueden sermás convenientes.

Una vez recopilada la información básicarequerida, se selecciona de los catálogos delfabricante el tipo y modelo del clorador.

Después de haber seleccionado el clorador, elpróximo paso consiste en la selección de losaccesorios para completar la instalación.Entre los accesorios más comunes para unacompleta instalación de un equipo de clo-ración, se encuentran:

• Alarmas y equipos de advertencia. Su fun-ción primordial es indicar todo tipo de fa-lla, alta o baja presión de agua y/o cloro al-to o bajo, o vacío de operación del clorador.

• Evaporadores de cloro. Permiten una altaratio de vaciado de cloro líquido de loscilindros de cloro y su transformación encloro gaseoso; se utilizan, principalmente,en instalaciones de gran capacidad.

• Registradores de flujo de cloro. En formaautomática y continua, registran la ratiode flujo de cloro a través del clorador, per-mitiendo mantener un registro de cloroaplicado, durante un período de tiempo.

• Paneles de distribución de la solución decloro.

• Máscaras de gas para la protección delpersonal, en caso de una fuga de cloro.

• Indicadores remotos del residual. Sonoperados por los registradores del residual;al estar instalados en diferentes lugares dela planta, mantienen informados a losoperadores acerca del residual producido.

• Registradores de cloro residual.

• Equipos para la medición del residual.Permiten un control apropiado de la can-tidad de cloro requerido.

• Válvulas y conexiones para agua, clorolíquido y cloro gaseoso.

• Balanzas de varios tipos. Pesan los cilin-dros de cloro e indican el consumo decloro contenido en aquéllos.

• Detector de cloro. Activa una alarma en casode escape de cloro; contiene un dispositivoque analiza el aire ambiental; al alcanzar ésteun nivel de concentración inaceptable, acti-va una alarma luminosa o sonora.

• Bombas de agua del tipo reforzado -boos-ter- o de solución. Permiten inyectar lasolución de cloro en los puntos de apli-cación.

En el kit que proponemos, el cloradorseleccionado es un dispositivo para

suministro de cloro para pequeñas can-tidades de agua.

5522

Con el diseño y la construcción de la planta,los alumnos pueden analizar procesos y pro-ductos vinculados con la potabilización, ydesarrollar métodos y técnicas de análisis deaguas.

Los componentes

Cada componente del kit tiene su importan-cia específica en el proceso.

El ffllooccuullaaddoorr permite lograr un tamaño de

partícula coloidal adecuada para la remociónde impurezas; para ello se incorpora unmezclador mecánico

El segundo componente en orden de impor-tancia es el ddeeccaannttaaddoorr. En nuestro kit se

trata de un decantadorestático horizontal.

El ccaannaall ccoolleeccttoorr es el ter-cer componente; estácomunicado con eldecantador mediante lasbandejas portacables quetransportan el aguadesprovista de impurezasal canal colector.

El recurso de mayorimportancia, luego deldecantador, es el ffiillttrroo. Deacuerdo con el manto fil-trante seleccionado, se

optimiza la calidad del agua de consumo. Ennuestra planta, el filtro consta de arena,grava, canto rodado y carbón vegetal.

El filtro está armado en una pecera que con-tiene un separador de vidrio en cuya base unniple actúa como conector entre el filtro y lareserva de agua tratada.

3. HACIA UNA RESOLUCIÓN TÉCNICA

El producto

Manual de procedimientos para la construcción yel funcionamiento del equipo

Equipo terminado

El resto de los componentes está formadopor material de laboratorio, reactivos quími-cos y el bidón para el agua a tratar.

Los materiales,herramientase instrumentos

El kit didáctico esmontado conpiezas disponi-bles en ferreteríasy negocios de ma-teriales para con-strucción, o ennegocios de ventade material delaboratorio y pro-ductos químicos.Su manufacturarequiere algunos cuidados, ya que existenmomentos durante el montaje en los que senecesita manipular herramientas cortantes yalgunos reactivos cuyo tratamiento deberealizarse con sumo cuidado.

A continuación listamos las piezas, las he-rramientas y los complementos necesariospara montar el equipo:

• Bidón de 5 litros con canilla.• Recipiente de plástico de alta densidad para

el floculador, capacidad mínima 4 litros.• 2 placas de acrílico transparente de 3 mm de

espesor de 11,2 cm de largo por 4,5 cm dealto.

• 2 placas de acrílico transparente de 3 mm deespesor de 45 cm de largo por 4,5 cm de alto.

• 1 plancha de acrílico transparente de 11,5 cmda ancho por 45 cm de largo.

• 1 caño de desagüe de 4" de diámetro cortadopor la mitad; largo 23 cm

• 1 tapa ciega para cerrar los extremos delcaño de desagüe, cortada a 180°.

• 1 metro de bandeja portacables. • 1 pecera de 35 cm de largo x 18 cm de ancho

x 24 cm de alto.• 1 vidrio de 17,3 cm de ancho x 23,8 cm de alto

3 mm de espesor.• Niples de PVC con rosca externa, de

cualquier color. • Canilla para la salida el agua de la reserva.• Plancha de melanina de 1m de largo por 60

cm de ancho y 5 cm de alto.• 2 media caña de plástico.• Tuercas y arandelas, cantidad necesaria.• Remaches, cantidad necesaria.• 5 metros de barral de madera de diámetro de

un palo de escoba.• Adhesivo silicona. • Adhesivo para PVC.• Esmalte sintético ½ litro.• Tubos de PVC para conexiones. • 1 metro de malla cerrada de plástico, tipo

mosquitero.• Motor de 6 voltios. Imán permanente• Cables para conexión y conectores.• Hélice para lancha.

5533

Pecera con filtro y división

Al desarrollar la ma-nufactura de la plan-ta con la ayuda delos alumnos, es ne-cesario que ustedsupervise las tareas,certificando que nin-gún alumno corrapeligro durante elmontaje.

Materiales y sustancias de laboratorio:• 2 bureta de 25 ml.• 1 dosificador de suero• 3 portaburetas.• 3 agarraderas para bureta.• 3 pipetas de 10 ml.• 3 vidrio de reloj.• 1 caja de papel de pH universal o solu-

ción de indicador universal de pH.• Varillas de vidrio.• Tubos de vidrio acodados.• 3 filtros.• Papel de filtro.• Rollo de papel para cocina• 3 vasos de precipitado de 100 ml.• 3 matraz aforado de 250 ml.• Arena, cantidad necesaria.• Grava, cantidad necesaria.• Carbón vegetal, cantidad necesaria.• Canto rodado, cantidad necesaria.• Agua destilada. • Solución de sulfato de aluminio al 6 % m/m.• Solución de óxido de calcio al 6 % m/m.• Solución de hipoclorito de sodio 0,5 g Cl2 /l

de solución.• Termómetro de alcohol, escala de -10 °C

a 110 °C.• Cloroformo.

Herramientas• Sierra con arco.• Morcetas.• Pinza universal.• Alicate.• Tijera para cortar chapa o PVC.• Tijera.• Llaves fija.• Llaves tubo.• Marcador indeleble.• Pistola de encolar.• Limas.• Escuadra.• Morza.• Martillo.

• Trincheta.• Jeringa y aguja descartables.• Frasco chico de vidrio.

Instrumentos:• Cinta métrica• Regla metálica

La construcción

Organizamos el proceso de construcción encuatro etapas:

1. construcción de la base,2. construcción del decantador,3. construcción del canal colector,4. construcción del filtro y de la reserva.

1. Construcción de la base

La base es un estante de alacena de 1m delargo por 60 cm de ancho y 5 cm de alto.

Si en su escuela tiene otros materiales que seadapten y que sean resistentes a lahumedad y a los productos químicos pre-sentes en el proceso, los pueden utilizar.

2. Construcción del decantador

2.1. El acrílico ya está cortado con lasdimensiones precisas. Es muy impor-tante que los cortes de las planchassean exactos para que no quedenespacios que impidan el armado co-rrecto.

2.2. Se liman las asperezas del acrílico y, luego, se limpia el polvillo para que

5544

no interfiera en el sellado de las partes.

2.3. Se retiran las láminas protectoras delacrílico.

2.4. Se realiza un corte en el centro deuna de las paredes menores, lugarpor donde va a entrar el agua aldecantador.

2.5. Se llena la jeringa con cloroformo; seunen las paredes de acrílico deldecantador.

2.6. Se dispone la base del decantadorsobre la mesada de trabajo (pieza deacrílico de 45 cm x 11,5 cm) y, sobre el largo, se apoya la pared lateral demayor longitud.

2.7. Se comienza a pegar desde el centrohacia los extremos, para asegurar unabuena adherencia. Este procedimien-to se realiza con las dos paredes demayor longitud.

2.8. Se pegan, luego, las dos paredes delos extremos.

2.9. Se termina la construcción pegan-

do una lámina de acrílico delmismo tamaño que las paredes delos extremos, a una distancia de1,5 cm de la base y a, aproximada-mente, 3 cm de la entrada de aguadel decantador.

2.10. Una vez armado, se termina de se-llar con silicona para prevenir pér-didas.

2.11. Se deja secar el decantador por el tér-mino de un día, lejos de corrientes deaire.

3. Construcción del canal colector

3.1. Para construir el canal colector, secorta el caño de 4" por la mitad, con una sierra.

5555

Una vez extendida la cantidad necesaria de si-licona, moje el dedo con detergente y páselosobre la aplicación, para lograr un alisado per-fecto. Deslizando un cubito de hielo sobre la si-licona se logra el mismo efecto.

3.2. Se corta la tapa ciega a 180°.

3.3. Se pegan las tapas en los extremosdel caño de desagüe con un adhesivo especial para PVC.

3.4. Se unen las partes pegadas con unamorceta durante 20 minutos, paralograr un fraguado óptimo.

4. Construcción del filtro y de lareserva

4.1. Para la construcción del filtro y de lareserva se dispone de una pecera de35 x 18 x 20 cm con una perforación para la canilla por donde sale el agua a la red-.

La pecera se divide en dos compar-timientos con un vidrio de 5 mm de espesor y de 17,3 cm de ancho x 23,8 cmde alto al que se le ha realizado unaperforación para incorporar el nipleque conecta el filtro con la reserva.

Como la pecera de función múltiplees el primer componente para elarmado del kit, el filtro con sus com-ponentes ya se prepara en esta etapa.

El filtro puede ir separado de la reser-va haciendo un portafiltro en el cen-

5566

tro de la pecera. Nosotros, para lograrun producto de menor costo, lo se-paramos con el vidrio.

En lugar de utilizar una pecera, lareserva se puede armar con acrílico;pero, considere que esta elección esmás costosa.

4.2. Para la construcción del filtro propia-mente dicho se coloca una cama degrava gruesa de unos 5 centímetrosde espesor sobre el fondo de lapecera y, sobre esta cama, otra capade grava más fina de otros cinco cen-tímetros.

4.3. Para evitar que se mezclen losdiversos espesores del material, seutilizauna malla cerrada de plásti-co; y, para que el materialquede bien apisonado, se hace pre-sión con el frasquito de vidriopequeño.

4.4. Luego, se coloca una capa de 2 cm decarbón vegetal y, a continuación, secompleta el filtro agregando arenamuy fina, previamente calcinada -esto se logra colocándola al fuego enuna lata, hasta que se pone oscura ycorre libremente-.

El armado

Realizamos el armado de la planta en sentidocontrario al de los pasos del proceso.

Sobre la base, marcamos muy suavemente lospuntos en los que va a quedar ubicado cadacomponente.

5577

5588

El primer componente que ponemos es lapecera, con el filtro y la reserva. Para que nose deslice, sostenemos por los laterales conunos listones de madera o fibra previamentepegados a la base.

Una vez instalada la pecera, le conectamos elcanal colector ajustado con la media caña. Lamedia caña está afirmada a la base con vari-llas roscadas de ¼.

En una de lasparedes lateralesde la reserva ins-talamos una bure-ta de 25 ml de ca-pacidad con supico cercano alagua de la reserva.

Montamos tres bandejas portacablesequidistantes al canal colector; éstasquedan comprendidas entre el canal colec-tor y el vidrio que separa el filtro de lareserva.

Las bandejas tienen perforaciones que per-miten que el agua que sale del decantadorentre al filtro sin turbulencias.

A un costado del canal colector y con supico pescandoen el borde deaquél, se ins-tala un dosifi-cador de sue-ro de 25 ml dec a p a c i d a d ,necesario parala alcaliniza-ción.

Hasta ahora, hemos montado el filtro y lareserva al canal colector. El paso siguiente esmontar el decantador.

El decantador está entre el canal colector y elfloculador, fijado a la base con varillasroscadas de ¼.

Sobre la pared del decantador que limita conel canal colector montamos otras tres bande-jas portacables con la base hacia abajo, parapermitir la buena circulación del agua desdeel decantador hacia el canal colector.

En el proceso depotabilización, estabureta se carga conhipoclorito de sodiopara clorar el aguade la reserva quesale a la red.

Mediante un tubo de goma, el decantador seconecta al recipiente en el que se produce lafloculación. El floculador está apoyado sobreuna base de madera tipo corlok.

Al floculador entra un tubo de goma prove-niente del bidón que contiene el agua crudapara tratar.

Apoyada sobre las paredes del floculador seinstala una bureta de 25 ml de capacidad queva servir para, en su momento, dosificar elcoagulante.

El tercer componente en el floculador es untermómetro que permite controlar que latemperatura no exceda los 30° C.

El bidón de 5 litros de capacidad está apoya-do en otra base.

Es importante que las tres buretas que cumplenla función de dosificar las sustancias químicas ne-cesarias para el proceso estén colocadas de modotal que el producto que se está dosificando nosalpique cuando cae sobre el agua a tratar. Si estánapoyadas sobre las paredes del recipiente, el líqui-do va a deslizarse por ellas suavemente.

El ensayo y el control

Para que la experiencia se pueda realizar conéxito es necesarioque, una vez arma-do el dispositivo,supervisemos lasc o n e x i o n e s .Porque, es la opti-mización de estasconexiones la queva a ayudar a man-tener el flujo con-tinuo una vez que laplanta deja el régimen transiente.

En un principio, el agua cruda se dejareposar alrededor de 30 min en el floculador,para lograr el tamaño de floc adecuado.

5599

Cuando la planta co-mienza a funcionar, su ré-gimen es transiente por-que no están todos sustramos con agua. Cuandollega el primer volumende agua tratada a la re-serva y la planta trabajacon flujo continuo, termi-na su etapa transiente.

6600

6611

Antes de la dosificación del sulfato de alu-minio, medimos:

• el pH del agua cruda, que ha de estar enel rango de 7,5-8,4;

• su temperatura, que no debe superar los30° C.

La dosificación del sulfato de aluminio serealiza por gravedad, mediante la buretainstalada previamente. Le recomendamos unaconcentración de sulfato de aluminio al 6 % o60 g/L.

Durante el tiempo de floculación, debemosregular la velocidad del mezclador mecánico,de modo tal que no produzca floc de tamañotan pequeño que dificulte la posteriordecantación. Para esto, agitamos el agua auna velocidad de 100 rpm durante 20-30segundos y, luego, a 40 rpm durante 20 mi-nutos.

En el caso de no poseer el mezclador mecáni-co, regulamos la entrada de agua al flocu-lador, para que circulen dos litros en doshoras y dosificamos 400 gotas de coagulantepor hora, de modo tal de prever una gotacada 10 segundos.

Es importante la medición del pH en el flo-culador. Ya hemos mencionado que, para elagua del Río de la Plata, el pH óptimo decoagulación es 7,5.

Mientras se produce la floculación, inte-rrumpimos la circulación en el tubo queconecta el floculador con el decantador; paraesto, usamos una pinza de Mohr. Esto evitaque agua sin una buena floculación ingrese aldecantador.

Una vez pasadoslos 30 min, abri-mos el paso y per-mitimos que elagua llegue aldecantador en donde debe permanecerdurante dos horas.

En el intervalo en que el agua está en eldecantador, procedemos a la floculación deotros dos litros de agua cruda. Pasadas las doshoras en que el agua está en el decantador, seabre la pinza de Mohr y se deja entrar el aguafloculada al decantador. En este momento esimportante el control del flujo; por esohemos puesto cerca de la entrada del aguauna barrera rompeolas que evite una mezclaabrupta de las dos aguas que produzca laremoción de los lodos y, también, que el aguaque pasa al canal colector arrastre másimpurezas de las debidas.

Una vez en el canal colector, el agua tratadaen el decantador toma contacto con elhidróxido de calcio. Este proceso es necesariopara regular el pH. El hidróxido de calcio esrecomendado para plantas de tratamientopequeñas con solución máxima al 6 %.

Al mismo tiempo que ingresa el agua al canalcolector comienza la dosificación del hidróxi-do de calcio, de modo tal que cuando pasa alfiltro ya está regulado el pH. Se dosifica unagota cada 10 segundos.

Ya en el filtro, el agua se libera del resto de lasimpurezas para llegar a la reserva lista pararecibir la dosificación del cloro. Se dosifican11 mg de cloro para dos litros de agua porhora, el equivalente a una gota cada 15 mi-nutos. Esta dosis asegura un agua lista para elconsumo.

Cabe aclarar que eltiempo depende dela calidad del aguacruda.

6622

Si los puntos 1, 2 y 5 no están comprobados,es necesario realizar el proceso nuevamente,ya que no podemos calcular las dosis delresto de los reactivos para asegurar el pHadecuado y que el agua no desborde al pasaral canal colector.

La superación dedificultades

• El filtro y la reserva están resueltos en unmismo espacio que es la pecera de vidrio. Elvidrio es más económico que el acrílico, peropresenta la dificultad de romperse cuando sele hacen las perforaciones para las conexionesde la canilla y el tubo que comunica el filtrocon la reserva. Entonces, se debe seleccionarun vidrio de un espesor mayor de 5 mm.

• El hidróxido de calcio se debe dosificaren recipientes de PVC, ya que ataca elvidrio.

• No utilice un termómetro de mercurio paraevitar la contaminación en caso de ruptura.Opte por un termómetro de alcohol.

• Para lograr interrumpir el acceso de aguadesde el floculador hacia el decantador esconveniente utilizar un tubo de goma yno de PVC; la pinza de Mohr se ajustamejor en la goma que en PVC.

• Si utiliza cloruro férrico como floculador,le recomendamos no diluirlo.

• Para cloruro férrico, emplee tuberías deplástico o de acero recubiertas de caucho.

• Para cloruro férrico sólido, lo mismo quepara alumbre, la solución debe tener con-centración mayor del 2,5 % m/m.

• Para sulfato férrico, se recomienda soluciónal 25 % y en ningún caso menor del 1 %.

• El tiempo de retención de la cámara dedisolución es de 20 minutos.

En el funcionamiento de la planta potabilizadora...

1. ¿Se han realizado las pruebas para dosificar adecuadamente elcoagulante?

2. ¿Se verificó la temperatura y el pH antes y después del proceso, paraasegurar la calidad del agua?

3. ¿Registra una conexión precisa de las bandejas de desborde delagua desde el decantador hacia el canal colector?

4. Todas las aguas, ¿llevan las mismas dosis de reactivos para eltratamiento?

5. ¿Están alineados los componentes, de modo de no interrumpir el flujocontinuo?

6. La barrera rompeolas, ¿es efectiva -o produce acumulación de lodosque tapan el ingreso del agua cruda-?

7. Las pinzas de Mohr, ¿son suficientes para controlar el flujo de aguadesde el floculador hasta el decantador?

6633

Vamos a presentarle propuestas de actividades que van a permitir a sus alumnosobservar el proceso de potabilización del agua en diferentes situaciones, realizarensayos en el laboratorio para transferir a la planta, y desarrollar experienciascomparativas de análisis de resultados y de detección de cómo la alteración deuna simple variable ejerce influencia sobre las operaciones unitarias que confor-man el proceso.

4. EL EQUIPO EN EL AULA

Actividad 1.Carbón activado en los filtros

Retomemos el caso de la escuela N° 7Rosario Vera Peñaloza. El establecimientocarece de luz y de agua potable para poderllevar a cabo su proyecto de huerta, y, parasuperar esta situación, en el aula surgensoluciones posibles.

Una de estas soluciones es la de acudir afiltros purificadores que utilizan carbónactivado.

A través del análisis de la información, elgrupo de alumnos concluye:

Los filtros caseros permiten purificar agua que

ya fue tratada enlas plantas de pota-bilización, por loque no puedenreemplazar el pro-ceso.

Este análisis del uso de carbón activado en losfiltros para la purificación del agua permite alos alumnos replantear los componentes delmanto filtrante, teniendo en cuenta que:

• La adsorción es un proceso por el cualmoléculas de impurezas se adhieren a lasuperficie del carbón activado. Laadherencia es gobernada por una atrac-ción electroquímica.

• El carbón activado es preparado a par-

1. Carbón activado en los filtros

2. Diferentes tipos de lechos filtrantes

3. Metales pesados en el agua

4. Dosis adecuadas de reactivos

5. Sedimentadores

PLANTA POTABILIZADORA

La función de los filtroscaseros es bacteriostáti-ca mientras que la fun-ción de la planta es bac-tericida.

tir de diversos materiales tales comocarbón, madera, cáscaras de nueces,turba y petróleo. El carbón se transfor-ma en "activado" cuando es calentadoa altas temperaturas (800 a 1000 °C)en ausencia de oxigeno. El resultado esla creación de millones de porosmicroscópicos en la superficie del car-bón.

• Esta enorme cantidad de área superfi-cial proporciona mayores oportu-nidades para que tenga lugar el proce-so de adsorción. El carbón activadotiene una fuerte atracción adsortivapara otras moléculas (orgánicas)basadas en el carbono y es excelentepara retener firmemente moléculasmás pesadas, tales como compuestosorgánicos aromáticos (aquéllos quepueden ser olidos).

• El proceso de adsorción trabaja como unimán para mantener las impurezas en lasuperficie del carbón activado. Ésta esuna acción diferente de aquélla que actúacomo una esponja en el proceso deabsorción -en éste, un gas o líquido essuccionado hasta el centro del cuerpoporoso y, allí, mantenido-.

• Este nivel de sistema de filtración bacte-riostático remueve microorganismos:bacterias, hongos, etc.; pesticidas,plaguicidas, herbicidas, etc.; cloro; trazasde metales pesados, tales como cromo,plomo, mercurio, etc.

Una actividad de este tipo permite a losalumnos comprender por qué el filtro del kitestá pensado para utilizar carbonilla y carbónvegetal.

Actividad 2.Diferentes tiposde lechos filtrantes

Para probar los diferentes tipos de lechos fil-trantes y su efectividad en la planta potabi-lizadora diseñada, los alumnos:

a. Arman el filtro sólo con arena y ponenen funcionamiento la planta.

b. Arman un segundo filtro con canto roda-do en la base y, luego, trozos de carbón yarena; y, por último, el polvo de car-bonilla.

c. Ponen en marcha la planta.

Para el trabajo con carbón vegetal, lalimpieza del filtro es sumamente importanteante el riesgo de que éste se transforme en uncaldo de cultivo por la adsorción de la mate-ria orgánica. Esta limpieza se realiza a con-tracorriente, o desarmando el lecho y lavan-do cada componente, con una frecuenciamensual.

Es aconsejable mantener la temperatura delagua inferior a los 30 °C.

Es conveniente armar el filtro, probarlo ydejar correr agua para limpiar el lecho, antesde incorporarlo al proceso de la planta.

Actividad 3.Metales pesados en el agua

A través de la potabilización, ¿se puedeneliminar los metales pesados presentes en elagua? Los alumnos realizan una serie de

6644

6655

pruebas en el laboratorio relacionadas con lasetapas y los reactivos químicos vinculados aellas.

Toman una muestra-problema por equipo detrabajo y:

• miden el valor del pH;

• preparan las soluciones patrón de los

reactivos químicos involucrados en elproceso;

• arman filtros variando su composición:Un solo lecho filtrante (arena), doblemanto -arena y grava- y van agregandoel carbón y el canto rodado. Realizanlos ensayos que sean necesarios pararegular la dosificación de coagulante ylas dosis de cal apagada(CaO) para laalcalinización y de cloro para la desin-fección;

• realizan ensayos directos en el laborato-rio, determinando cualitativamente algu-nos metales (Pb, Hg, Ni, Cu) con mues-tra testigo;

• consultan bibliografía para las determi-naciones cuantitativas1;

• utilizan el kit para potabilizar el agua;

• toman una muestra del agua potabilizaday realizan, nuevamente, los ensayos.

En este último paso, la comprobación per-mite concluir que los resultados son simi-lares a los obtenidos antes de potabilizar:El proceso de potabilización no alcanzapara la eliminación de determinadas sus-tancias.

Como los metales pesados siguen estandoallí, resulta imprescindible promover en elgrupo el análisis de sus concentraciones, ladeterminación de si estas concentraciones sehallan aprobadas por el código alimentario yla consulta al organismo que se ocupa derealizar los análisis cuantitativos, para quedetermine si el agua puede ser consumida.

Actividad 4.Dosis adecuadas de reactivos

El coagulante empleado es el sulfato de alu-minio [Al2(SO4)3]. Se sugiere utilizar un pro-

ducto concentrado al 6 % m/m.

El sulfato de aluminio reacciona con las sus-tancias alcalinas presentes en el agua.

Las ecuaciones que representan las reac-ciones que tienen lugar al agregar sulfato dealuminio son:

Reacción entre el sulfato de aluminio y elbicarbonato de calcioAl2 (SO4)3 + 3 Ca (H CO3)2

2 Al (OH)3 + 3 Ca SO4 + 6 CO2

Reacción entre el sulfato de aluminio y la cal Al2 (SO4)3 + 3 Ca (OH)2

2 Al (OH)3 + 3 Ca SO4

El principal componente de la reacción es elhidróxido de aluminio. El hidróxido de alu-minio se disuelve, dando:

• para valores de pH mayores de 7 alumi-natos solubles, AlO3-;

• para valores menores de 7, Al3+.1 Normas ASTM -American Society for Testing and Materials-

wwwwww..aassttmm..oorrgg//

El hidróxido de aluminio insoluble se pro-duce cuando son iguales las concentracionesde iones negativos y positivos, neutralizán-dose. El valor del pH en ese momento sellama punto isoeléctrico. En el agua destiladaes pH= 5,5.

El agua del Río de la Plata coagula mejor apH próximo a 7,5.

Los hidróxidos de aluminio insolubles pre-cipitan, formando una masa esponjosa, flocde barrido, que atrapa en su caída a loscoloides o partículas suspendidas, las cualesse ven forzadas a decantar, incorporadas enel precipitado que desciende.

Para la determinación de la ddoossiiss óóppttiimmaa ddeeccooaagguullaannttee a utilizar en la planta de potabi-lización, se pueden realizar dos tipos deensayos diferentes:

• El ensayo de cilindros.

• La prueba de jarras.

El objetivo de estos ensayos es poder deter-minar la dosis que produce la más rápidadesestabilización de las partículas coloidales,y la que hace que se forme un floc pesado ycompacto que sedimente fácilmente.

Para evaluar la dosis óptima de coagulantepara el ensayo de coagulación-floculación,recomendamos la pprruueebbaa ddee llaa jjaarrrraa, desa-rrollada entre 1918 y 1921 por Langelier yBaylis, por separado:

• Se realiza a una temperatura próxima a laque tendrá el agua realmente durante eltratamiento en la planta.

• Se utiliza un aparato que permite agitarsimultáneamente, a una determinadavelocidad, el agua contenida en una seriede vasos.

• En cada vaso de un litro se pone el aguacruda a ensayar y una dosis de coagu-lante diferente.

• Se agita el agua a una velocidad de 100rpm durante 20 a 30 segundos, y, luego,a 40 rpm durante 20 minutos.

• Se deja decantar y se observa cuál es elvaso que mejor resultado tiene; es decir,el que contiene el agua más clara. Ladosis de coagulante utilizada en ese vasoes la que debe usarse en la planta.

Para el caso de nuestro kit trabajamos sólocon la prueba de jarras para seleccionar elcoagulante. Esta prueba requiere, básica-mente, de un agitador múltiple de velocidadvariable que puede crear turbulencia en seisvasos de precipitado.

Con este sistema de simulación pueden

determinarse los siguiente parámetros:

• Determinación de dosis óptima me-diante:

Evaluaciones cualitativas:

• tamaño del floc,

• tiempo inicial de formación del floc.

Evaluaciones cuantitativas.

• Determinaciones físicas: Turbiedad y/uolor residuales.

• Determinaciones químicas: pH, alcali-nidad.

6666

• Determinación de la velocidad de sedi-mentación en las jarras.

• Determinación de la influencia del pH enla coagulación.

• Determinación de la influencia que laconcentración de los coagulantes tiene enla coagulación.

• Determinación del tiempo y gradientesóptimos de floculación.

• Comparación entre la prueba de jarras yel comportamiento de los floculadores.

• Determinación de la eficiencia de losayudantes de floculación.

Para determinar lattuurrbbiieeddaadd es nece-sario un equipo es-pecial, el turbidí-metro. Nuestro kitno cuenta con esteequipo que es alta-mente costoso; pe-ro sí es eficaz parael proceso de pota-bilización, ya que"la turbiedad es unparámetro físico deindicación de características del agua que noestá ligada en forma directa con riesgos inmi-nentes a la salud de la población."2 Tenemos enconsideración, además, que las aguas que se uti-lizan para la implementación del kit sontesteadas por los docentes a cargo del proyecto.

Para la prueba de jarras se necesitan 6 vasos

de precipitados (jarras), preferentemente de2000 ml cada uno -aunque, también puedenusarse de 1000 ml-. De uso más cómodo sonlos vasos cuadrados de acrílico de 2000 ml.

Hacer el ensayo con un mayor volumen deagua, facilita la toma de muestras para la tur-biedad residual y produce mejores resultados.

Debemos disponer, además, de:

• pipetas Mohr de 2 y 10 ml, para la adi-ción de coagulantes a los vasos,

• 6 frascos de vidrio de 120 ml con sustapas y

• 2 buretas con su respectivo soporte, parapoder efectuar las determinaciones dealcalinidad.

Ponemos especial cuidado en la limpieza, evi-tando el uso de detergentes, ya que muchoscontienen compuestos aniónicos que -si no soncompletamente eliminados de las paredes devidrio- pueden alterar en forma significativa losresultados, principalmente cuando se utilizanpolímeros catiónicos

El reactivo principal que proponemos utilizar ennuestro modelo didáctico de planta potabilizado-ra es el ssuullffaattoo ddee aalluummiinniioo, aún cuando tambiénpuede ser sulfato férrico. Optamos por el sulfatode aluminio, dado que las sales férricas producenhidróxido férrico de color naranja subido en su

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Esta dirección de laOrganización Mundialde la Salud va a resul-tarle útil para profun-dizar en la determi-nación de la turbiedad:

http://www.cepis.ops-oms.org/eswww/proyecto/repidisc/publica/hdt/hdt003.html

Si se anima, encontraráaquí instrucciones parala construcción de unturbidímetro.

2 ETTOS -Ente Tripartito de Obras y Servicios Sanitarios- dela República Argentina: hhttttpp::////wwwwww..eettoossss..oorrgg..aarr//RReessoolluucciioonneess//RReessoolluucciioonneess%%2200EEttoossss//rreess0055779977..hhttmm

reacción con el agua; por esto, un pequeño exce-so de coagulante daría al agua un tinte rojizo, loque no ocurre si el exceso es de sal de aluminio.

El sulfato de aluminio se prepara agregandoagua destilada a 100 g de coagulante hastacompletar un volumen de 1000 ml, con loque se obtiene una solución al 10 % m/V quese puede conservar como solución patrónpor dos o tres meses.

El ensayo de pprruueebbaa ddee jjaarrrraass se hacediluyendo 10 ml de la solución patrón hastacompletar 100 ml con agua destilada. Quedauna solución al 1 % m/V que no se puedeconservar por más de 24 horas pues corre elriesgo de hidrolizarse y de perder buenaparte de su capacidad de coagulación.

Una solución al 1 % (10 g/l) tiene 10 mg decoagulante cada 1000 ml de solución; o seaque, cada ml de ésta, tienen 10 mg de coagu-lante. Por tanto:

Decíamos que la prueba de jarras deberealizarse, en lo posible, a la misma tempe-ratura que tiene el agua en la planta detratamiento; por esto, es conveniente tenerun termómetro para medir la temperaturadel agua antes de iniciar los ensayos.

El procedimiento del ensayo consiste en:

a. Determinar la temperatura del aguacruda, el color, la turbiedad, el pH y laalcalinidad. También el hierro y el man-ganeso, si son significativos.

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Si se usan vasos de 2000 ml 5 mg/l de coagulante aplicado

Si se usan vasos de 1000 ml 10 mg/l de coagulante aplicado

Si se usan vasos de 500 ml 20 mg/l de coagulante aplicado

La turbiedad es una expresión de la propiedad o efecto ópti-co causado por la dispersión e interferencia de los rayosluminosos que pasan a través de una muestra de agua. Enuna muestra de agua, la turbiedad puede ser causada porlas dispersiones coloidales, las arcillas, el limo, la materiaorgánica e inorgánica, etc.

Actualmente, el método más usado para determinar la tur-biedad es el método nefelométrico -del griego nephelos,nube-, a través del cual se mide la turbiedad mediante unnefelómetro; los resultados se expresan en unidades de tur-biedad nefelométrica.

En este método se compara la intensidad de luz dispersadapor la muestra con la intensidad de luz dispersada por unasuspensión estándar de referencia bajo las mismas condi-ciones de medida:

• Cuanto mayor sea la intensidad de la luz dispersada,mayor es la turbiedad.

En la actualidad, la unidad de turbiedad es definida comola obstrucción óptica de la luz, causada por una parte pormillón de sílice en agua destilada:

1 unidad nefelométrica de turbiedad (NTU) = 7.5 ppm deSi02

La unidad utilizada es la NTU -Unidad Nefelométrica deTurbidez-.

1 unidad nefelométrica de turbidez (NTU) = 1 ppm de for-mazina estándar

La efectividad de los procesos de tratamiento de aguassuperficiales es evaluada, generalmente, en términos deremoción de turbiedad. Mediante procesos de coagulación,floculación y sedimentación se pueden alcanzar niveles de5 a 10 unidades; con una filtración adecuada, se logranturbiedades menores que una unidad (De acuerdo a normasinternacionales, se pueden aceptar hasta 5 unidades).

Múltiples líneas de investigación han demostrado la exis-tencia de una relación entre turbiedad y eficiencia de desin-fección con cloro. En general, la conclusión de estos estu-dios es que las partículas que la ocasionan pueden protegera los microorganismos patógenos de la acción desinfec-tante del cloro.

b Añadir los coagulantes al agua, en dosisprogresivas, en cada vaso de precipitadoa través de una de las siguientes formas:

• Se coloca el agua de la muestra en las ja-rras, las que se introducen debajo de losagitadores; se ponen a funcionar los agi-tadores a 100 rpm. Luego, se inyecta elcoagulante con una pipeta de 2 a 10 ml,profundamente, dentro del líquido juntoa la paleta. No debemos dejar caer lasolución del coagulante en la superficiedel agua, pues esto desmejora la eficien-cia de la mezcla rápida. El tiempo demezclado suele ser de entre 30 y 60segundos. El uso de pipetas puede pro-ducir errores en la dosificación, en más oen menos, cuando no se hace con muchocuidado.

• Por medio de una pipeta o bureta secolocan las cantidades de coagulante quese van a agregar, en seis vasos pequeñosde precipitado. El contenido de cadavaso se succiona con una jeringa médicaprovista de una aguja hipodérmica. Seretira la aguja de la jeringa; esta última,con su dosis completa, se pone junto a lajarra correspondiente. Se hacen girar laspaletas del aparto a 100 rpm y se inyectael contenido de cada jeringa en la jarraque corresponde, cuidando que la solu-ción penetre profundamente, para que ladispersión sea más rápida. De esta forma,se evitan las imprecisiones en la cantidaddosificada, ocasionadas por el uso direc-to de la pipeta.

c. Una vez mezclados los coagulantes con elagua, se concretan las determinacionesde tipo cualitativo y cuantitativo quehemos mencionado.

En nuestro equipode potabilización,el cálculo de ladosis de coagu-lante es una op-ción para opti-mizar la calidaddel agua tratada.

Realizamos tres pruebas:

11.. MMeeddiicciióónn ddeell ppHH

Se transfiere 1 ml de la muestra de agua enun pequeño frasco, añadiéndole dos gotas deindicador universal. El color resultante da elpH:

• Amarillo/Verde [Am.V] indica un pH de7; sólo se obtiene del agua destilada.

• Verde [V] indica un pH de 7,3.

• Verde/Azul [V.Az] indica un pH de 7,5.

Estándares internacionales indican que elagua para consumo humano se ubica en loslímites de pH 6,5-8,5.

En caso de que en su escuela no cuente consolución del indicador universal, sus alum-nos pueden utilizar las tiras de indicador uni-versal, que cumplen con al misma función.

22.. AAllccaalliinniiddaadd eexxpprreessaaddaa eenn mmgg ddee bbiiccaarrbboo--nnaattoo//LL

Todas las muestras de agua contienen salesde bicarbonato de calcio [Ca (H CO3 )2] y de

bicarbonato de magnesio [Mg (H CO3 )2] en

disolución. El bicarbonato total se determina

6699

Para profundizar en laaplicación del método,le recomendamos con-sultar: Arboleda Valen-cia, Jorge (1992) Teoríay práctica de la purifi-cación de agua. Aso-ciación Americana deAcueductos y Alcan-tarillado. Bogotá.

por titulación con una solución muy diluidade ácido clorhídrico (HCl), usando el indi-cador universal.

La titulación se lleva a cabo en un volu-men de 1 ml del agua de la muestra; aéste se añaden dos gotas de indicadoruniversal. El ácido se incorpora con ungotero de punta fina, anotándose elnúmero de gotas requeridas para obten-er el color rojo. En caso de no contarcon gotero de punta fina, se puede uti-lizar una bureta.

La prueba se realiza, simultáneamente, enuna muestra de referencia de agua tratada.Esta muestra contiene 325 mg/l de bicar-bonato. Así, pues, la alcalinidad de lamuestra de agua puede determinarse enmg [H CO3]-/l.

Si la muestra de agua tratada necesita 10gotas de la solución de H Cl/ml, una gota deHCl equivale a 32.5 mg [H CO3]-/l.

Alcalinidad de la muestra de agua = númerode gotas x 32,5 mg [H CO3]-/l.

33.. SSóólliiddooss ttoottaalleess ddiissuueellttooss --SSTTDD-- eexxpprreessaaddoossccoommoo mmgg//ll

La conductividad3 eléctrica es el recíproco dela resistencia en ohm, medida entre las carasopuestas de un cubo de 1.0 cm de una solu-ción acuosa a una temperatura especificada.Esta solución se comporta como un conduc-tor eléctrico en el que se pueden aplicar las

leyes físicas de la resistencia eléctrica.

Las unidades de la conductividad eléctricason el Siemens/cm (las unidades antiguas,eran los mhos/cm que son numéricamenteequivalentes al S/cm).

En nuestra celda experimental sencilla paratrabajo de campo, dos clips de alambre hacenlas veces de electrodo.

Para poder determinar la conductividad connuestro equipo, debemo calibrarlo con unasolución estándar de cloruro de potacio cuyaconcentración varía de acuerdo al rango deconductividad que se quiere medir.

El valor de la conductividad de nuestramuestra de agua es 2,7 S/cm.

Si el valor está comprendido entre 0 y 200 S,la concentración de sólidos disueltos varíaentre 0 a 100 mg/l STD.

Límite internacional de SDT del agua paraconsumo humano es de 500 mg/l (sin exce-der de 1000 mg/l).

7700

Medición de la conductividad

3 En este sitio encontrará información adicional acerca de ladeterminación de la conductividad y de algunos conduc-tímetros: http//www.fisicanet.com.ar/quimica/q3ap02/apq3_23b_Sensores.html

Estos ensayos se puden realizar en el lugar detoma de la muestra, dado que los equiposnecesarios son sencillos de armar y detrasladar.

Actividad 5. Sedimentadores

¿Recuerda usted que los alumnos del Centrode Formación Profesional se preguntabanqué decantador resultaría adecuado para laplanta en la que van a realizar su pasantía?

Los alumnos de Pablo averiguan4 que lossedimentadores convencionales usados enpurificación de aguas son, generalmente, rec-tangulares, circulares o cuadrados:

• En tanques rectangulares, el flujo vaesencialmente en una dirección, paralelaa la longitud del estanque; se llama flujorectilíneo. En estos decantadores estáti-cos, las partículas ingresan y caen endirección horizontal hacia abajo del rec-tángulo del decantador; el agua decanta-

da sale por arriba.

• En tanques circulares de dosificacióncentral, el agua fluye radialmente desdeel centro al perímetro externo; esto seconoce como flujo radial. Otros tanquescirculares tienen dosificación perimetralcon flujo en espiral o flujo radial.

Consideran datos sobre los sseeddiimmeennttaaddoorreessddee mmaannttooss ddee llooddooss.. En este tipo de decanta-dor, el agua entra en los decantadores demanto de barro por abajo, en forma de pulsosconstantes, y choca con el manto ya formado,en el fondo del tanque; luego, el exceso debarro sale por el costado por medio de tolvas;el agua ya decantada sale por arriba hasta lascanaletas de recolección. Estos sedimenta-dores consisten, esencialmente, en un tanquede fondo cónico o piramidal en la parte infe-rior, en el cual se inyecta el agua cruda queasciende, disminuyendo la velocidad a medi-da que el área aumenta. De esta manera, seforma un manto de partículas -o manto delodos- hidráulicamente suspendido.

El agua que asciende tiene que pasar elmanto. Así, en el mismo tanque se realizanlos procesos de floculación (dentro delmanto) y de sedimentación. En el manto delodos hay una alta concentración de partícu-las (10 al 20 % del volumen), por lo que selo puede considerar como un filtro de flujoascendente. En este proceso, las partículaspequeñas que entran por el fondo,arrastradas por el caudal de entrada al chocarcon otras, incrementan su tamaño hastaadquirir un volumen tal que caen, chocandocon las que suben.

7711

4 Romero Rojas, Jairo A. (1999) Potabilización de agua.Alfaomega. México.

La determinación de la turbiedad es de gran impor-tancia en aguas para consumo humano, y para unagran cantidad de industrias procesadoras de alimen-tos y bebidas. Le sugerimos que, ante la necesidadde establecer el tratamiento adecuado, recurra ainstituciones públicas -entre ellas, las universi-dades- que realizan análisis de aguas y a las que esposible solicitar la determinación de la turbiedad delagua a tratar. Esta tarea va a permitir a sus alumnostomar conocimiento y entrar en contacto con otrasorganizaciones proveedoras de contenidos que con-tribuyan a su formación.

7722

La desventaja básica de este decantador esrequerir una operación cuidadosa, espe-cialmente cuando el agua cambia fuerte-mente su turbiedad o sus característicasquímicas.

El crecimiento de algas y películas biológi-cas sobre las paredes del sedimentadortambién puede ser un problema en el pro-ceso de sedimentación. Estos crecimientospueden causar olores y sabores, así comotaponamiento en los filtros. Dichos creci-mientos se pueden controlar mediante una

aplicación de una mezcla de 10 gramos desulfato,(VI) de cobre (II) y 10 gramos decal por litro de agua sobre las paredes, concepillo, cuando los tanques están vacíos.

Los alumnos también obtienen informaciónsobre los decantadores de tipo Pulsátor5.

Considerando estas características y lasderivadas de la investigación, el grupo coin-cide en que el tanque adecuado es el que sesugiere en el kit, un decantador estático rec-tangular de flujo rectilíneo.

Sedimentador tipo pulsátor Degrémont®. www.degremont.fr

5 Si desea profundizar ideas acerca de este sedimentador, puede indagar en:

http://www.tratamentodeesgoto.com.br/degremont/automobilistica/index.phpwww.tratamentodeesgoto.com.br/ degremont/sistemas_publicos/index.phphttp://www.degremont.fr/http://www.tratamentodeesgoto.com.br/degremont/papeleira/index.php

7733

Sus actividades

7744

7755

7766

Esta parte final de nuestro módulo de capa-citación contiene un cuadernillo para la eva-luación del recurso didáctico que le presen-tamos y, de las experiencias didácticas y con-tenidos propuestos a partir de él:

Esta evaluación tiene dos finalidades:

• Brindarle a usted, como docente que uti-liza este material, la oportunidad de do-cumentar el seguimiento de las activi-dades que realice con sus alumnos, a par-tir de nuestras propuestas y, en funciónde esta memoria de acciones, propiciaruna reflexión acerca de los cambios,mejoras o enriquecimiento de su propiatarea de enseñanza.

• Obtener de su parte, como usuario deeste material, información sobre todoslos aspectos en torno a los cuales gira lapropuesta.

Para este relevamiento de información, ustedencontrará, a continuación, una serie decuestionarios organizados básicamente entablas o matrices para completar. Con losdatos que usted exprese en ellos esperamostener una realimentación que nos permitamejorar todos los componentes de la serie depublicaciones “Recursos didácticos” yenriquecerla con propuestas o docu-mentación complementaria para aquellosdocentes que planteen iniciativas, interro-

gantes o dificultades específicas con relacióna la construcción del recurso didáctico, a lasactividades de aula, a los contenidos cientí-ficos y tecnológicos, a la metodología deenseñanza, a los procedimientos incluidos, ala información sobre materiales y a otrosaspectos.

Dada la importancia que esta información deretorno tiene para nuestro trabajo deseguimiento, mejora y actualización, leagradecemos que nos remita el cuadernillocon todas las observaciones, comentarios osugerencias adicionales que nos quiera hacerllegar. Para ello puede remitirnos una copia,a través de correo postal, a

Área de Monitoreo y Evaluación –CeNET–Oficina 112Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autónoma de Buenos Aires.República Argentina.

O, si lo prefiere, solicitarnos el archivo elec-trónico de las páginas que siguen aeevvcceenneett@@iinneett..eedduu..aarr, enviándonos la versióndigitalizada de sus respuestas a través delmismo correo electrónico.

Desde ya, muchas gracias.

5. LA PUESTA EN PRÁCTICA

Identificación del material:

Las dimensiones que se consideran para la evaluación del módulo de capacitación y delrecurso didáctico son:

IILa puesta en práctica

1. Nivel educativo

2. Contenidos científicos y tecnológicos

3. Componentes didácticos

4. Recurso didáctico

5. Documentación

6. Otras características del recurso didáctico

7. Otras características del material teórico

8. Propuestas o nuevas ideas

(*) Por favor, indique la modalidad, la orientación, la especialidad, etc.

Escuela técnica (*)Nivel educativo EGB2

Polimodal(*)

Trayecto técnico-profesional (*)

Formaciónprofesional (*)

Otra (*)

1 2 3 1 62 3 4 5

EGB3

Nivel en el queusted lo utilizó

Asignatura/espacio curricular en el que usted lo utilizó:

2. Contenidos científicos y tecnológicos trabajados:

1. Nivel educativo en el que trabajó el material:

3. Componentes didácticos:

3.1. Testimonios (situaciones problemáticas) presentados en el material

a. ¿Le resultaron motivadores para iniciar las actividades propuestas?

b. ¿Le facilitaron el desarrollo de contenidos curriculares que ustedtenía previstos?

c. A su criterio, ¿están vinculados con el recurso didáctico que se lepropone desarrollar?

d. ¿Le facilitan la organización de situaciones didácticas para el tra-bajo de los contenidos científicos y tecnológicos propuestos?

e. El nivel de las situaciones problemáticas que se plantean, ¿es eladecuado al nivel educativo para el que está previsto?

f. En caso negativo, ¿permiten adecuaciones para ser trabajados enel nivel educativo de sus alumnos o en otro nivel educativo?

g. Los testimonios iniciales, ¿permiten generar diferentes soluciones(soluciones tecnológicas o didácticas)?

En caso que su respuesta sea negativa (en cualquier ítem), le pedimos que nos indique porqué (señale el número del ítem a que corresponde su comentario)

Otro (indique el ítem al que corresponde el comentario):

La puesta en prácticaIIII

Sí Otro1No

1 Utilice esta opción para indicar que agregará comentarios al final de este sector de la matriz.

La puesta en práctica

3.2. Estrategias

A partir de la utilización de las propuestas de trabajo en el aula contenidas en el material ydel recurso didáctico con el que se asocian, le solicitamos que nos indique (tomando comoreferencia su forma de trabajo anterior a disponer del material), cómo resolvió las activida-des consignadas en la tabla siguiente:

IIIIII

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado2

Inco

rpor

ado3

3.2.1. Contextualización de la estrategia didáctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

a. Determinar las capacidades, habilidades, conocimientos previosnecesarios para iniciar las actividades propuestas.

b. Organizar, asociar, relacionar los conocimientos científicos y tec-nológicos para resolver un problema tecnológico.

c. Recortar (identificar) los contenidos científicos y tecnológicos atrabajar con sus alumnos para el desarrollo de un sistema/produc-to tecnológico como el propuesto por el material.

d. Vincular estos conocimientos con los saberes previos de los alum-nos.

e. Establecer la secuencia adecuada de los contenidos científicos ytecnológicos, y de los procedimientos para generar una solucióntecnológica (la propuesta por el material u otra diferente).

f. Organizar una experiencia didáctica integrando conocimientoscientíficos y tecnológicos, metodología de resolución de problemasy procedimientos propios del trabajo tecnológico.

g. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

2 No aplicado: No lo hizo antes ni ahora con este recurso didáctico.3 Incorporado: Integró la estrategia a sus clases a partir de la utilización del recurso didáctico propuesto.

La puesta en prácticaIIVV

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado

Inco

rpor

ado

3.2.2. Desarrollo de la estrategia didáctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

h. Encuadrar la tarea a partir de la formulación de uno (o varios)problemas.

i. Explicitar consignas de trabajo que plantean una situación pro-blemática.

j. Organizar las actividades de aprendizaje atendiendo a las etapaspropias de la resolución de problemas.

k. Utilizar técnicas de trabajo grupal.l. Promover el trabajo colaborativo y cooperativo.m. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado

Inco

rpor

ado

3.2.3. Aspectos cognitivos (proceso de aprendizaje de sus alumnos)

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

n. Estimular a sus alumnos en la búsqueda de información e investi-gación en torno al problema eje del material.

o. Promover la consulta a variadas fuentes de información.p. Rescatar, incorporar los aportes del grupo para identificar aspectos

o variables críticas del problema.q. Evaluar los conflictos cognitivos propios del proceso de aprendizaje.r. Detectar, evaluar, la comprensión asociativa.s. Promover la reflexión sobre las actividades realizadas y las estrate-

gias utilizadas en cada parte del proceso.t. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

4. Recurso didáctico:

4.1. Construcción del recurso didáctico

Tomando en cuenta la finalidad prevista en el material para el recurso didáctico (equipamien-to o software), le pedimos que nos indique si, a partir de la propuesta contenida en el mate-rial:

4.1.1. Utilizó:

VVLa puesta en práctica

a. Un equipo ya construido, según lapropuesta del material.

c. Otro que ya tenía disponible(de características similares).

b. Un software.

d. Ninguno.

Si su respuesta fue “d.” indíquenos la razón, por favor:

a. ¿Pudo seguir sin dificultades los procedimientos indicados en el “Manual deconstrucción”?

b. La secuencia indicada, ¿fue la adecuada para la construcción?

c. El grado de complejidad, ¿fue el apropiado para el nivel educativo a que sedirige el recurso?

d. Los contenidos científicos asociados, ¿son pertinentes para el desarrollo delrecurso propuesto?

e. Los contenidos tecnológicos asociados, ¿son pertinentes para el desarrollodel recurso propuesto?

f. Con sus alumnos, ¿construyó el recurso didáctico siguiendo el proceso y lametodología de resolución de problemas?

g. ¿Siguió todos los procedimientos propuestos para la construcción peroincorporó sus propios contenidos científicos y tecnológicos?

h. Por el contrario, ¿hizo adaptaciones en los procedimientos de construcciónpero mantuvo los mismos contenidos?

i. ¿Realizó la construcción siguiendo las actividades de aula propuestas en elmaterial?

j. ¿Diseñó sus propias experiencias en función de su grupo de alumnos?

¿Completó todas las etapas del proceso de construcción propuesta?

En caso negativo, indíquenos a qué fase llegó:

Sí No

La puesta en práctica

4.1.2. ¿Realizó todo el proceso de construcción del recurso didáctico con susalumnos? (Conteste este apartado en caso de que haya construido un equipoigual al propuesto. En caso contrario, pase al apartado 5 “Documentación”)

4.1.3. En caso de que su respuesta sea afirmativa, le pedimos que nos indique:

Sí No

Sí No

a. Planificación.

c. Construcción, armado.

b. Diseño en dos dimensiones.

d. Ensayo y control.

e. Superación de dificultades (evaluación del funcionamiento, siguiendo las indica-ciones y la lista de control que brinda el material).

f. Construcción de otro equipo que se adapta más a sus necesidades curriculares(Si marcó esta alternativa, lo invitamos a responder, directamente, el apartado 4.1.5.).

VVII

VVIIIILa puesta en práctica

4.1.4. Complete este ítem sólo si realizó el proceso de construcción del equipo siguiendo losprocedimientos indicados en el Manual. Si no fue así, lo invitamos a responder elapartado 4.1.5.

Acerca de los materiales, herramientas e instrumentos:

a. La especificación de los materiales para la construcción, ¿fue suficiente paraconseguirlos?

b. ¿Utilizó los mismos materiales (en calidad y tipificación) indicados en ladocumentación?

c. ¿Reemplazó materiales, instrumentos, componentes, piezas, etc., sin alterarel resultado final previsto en el material?

d. La especificación de las herramientas a utilizar, ¿le resultó adecuada?

e. La cantidad de herramientas indicadas, ¿fue la necesaria?

f. Los instrumentos, ¿estuvieron bien especificados?

g. El tipo y cantidad de instrumentos, ¿fueron los adecuados para armar elrecurso didáctico?

Sí No

4.1.5. En caso de que usted haya construido un recurso didáctico diferente al propuesto porel material de capacitación, le pedimos que nos indique si la razón fue:

a. El propuesto no se ajustaba a susnecesidades curriculares.

c. No pudo interpretar el manual deconstrucción.

b. No pudo conseguir los materi-ales o instrumentos indicados.

d. Otra (Por favor, especifíquela).

La puesta en práctica

4.1.6. ¿Qué características específicas destacaría en este recurso didáctico diferente al pro-puesto por el material, que sus alumnos han construido. (Marque todas las opcionesque considere necesarias):

a. Se ajusta mejor a los contenidoscurriculares que necesita trabajar.

c.

b. Es más económico.

d. Es más adaptable(a diversos usos).

e. Otra (Por favor, especifique):

Permite su reutilización(mediante el desarme y armado, enfunción de necesidades didácticas).

Descripción del recurso didáctico construido:f.

Indique las principales diferencias con el equipo propuesto(estructurales, funcionales, didácticas):

g.

VVIIIIII

La puesta en práctica

a. Aprovechando todo el proceso y lasecuencia de construcción pro-puestos en el material.

c.

b. Aplicándolo (como algo ya comple-to) a la solución de problemas dife-rentes al propuesto en el material.

d. Otra (Por favor, especifique):

Utilizándolo como un sistema tecnológico (ya construido) en las funciones paralas que está pensado (manejo de las variables, control de operaciones, etc.).

4.2. Utilización del recurso didáctico

4.2.1. ¿Cómo utilizó el recurso didáctico (hecho por usted o ya construido), en las experien-cias didácticas que concretó? (Puede marcar todas las opciones que crea necesarias)

IIXX

La puesta en práctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, este recurso didáctico lepermitió a usted, como docente:

a. Integrar contenidos científicos y tecnológicos en la solución de situa-ciones problemáticas de carácter tecnológico.

b. Diseñar situaciones de enseñanza y de aprendizaje centradas en laresolución de problemas tecnológicos.

c. Planificar y promover en sus alumnos la organización del trabajo(planificación y secuenciación de tareas), según el proceso tecnológico.

d. Favorecer la identificación de aspectos o variables críticas de unasituación problemática.

e. Organizar las actividades de manera que facilite la toma de decisionespor parte de los alumnos (determinación y selección de alternativas,opciones de diseño, materiales, etc.).

f. Organizar la actividad de sus alumnos en función de solucionesdiversas a los problemas planteados.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

4

Otro

5

4.2.2. Ya sea que haya desarrollado el recurso didáctico con sus alumnos según las especifi-caciones del material, ya sea que haya construido otro diferente o que haya utilizadoun equipo ya construido, en relación con las actividades que usted venía realizando,la utilización del recurso didáctico propuesto por el material le permitió (seleccione laopción que coincida con sus experiencias):

g. Agregue otras que usted considere haber logrado de una mejor manera con este recursodidáctico

4 NA: No aplicable; es una actividad que no realizó antes ni ahora.5 Otro: Recuerde utilizar esta opción para indicar que agregará comentarios al final de este sector de la tabla.

XX

La puesta en práctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, este recurso le permitió alos alumnos (habilidades intelectuales):

Capacidad de planificar

h. Identificar variables o aspectos fundamentales de un problema tec-nológico.

i. Organizar su trabajo en etapas (identificar y seguir la secuencia deoperaciones de un proceso).

j. Ejecutar las actividades en los plazos o etapas previstas.

k. Seleccionar materiales, herramientas y piezas, de acuerdo con lasnecesidades del diseño.

l. Anticipar y resolver dificultades que podrían surgir en el proceso.

m. Prever puntos críticos de todo el proceso.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

n. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

XXII

La puesta en práctica

Capacidad para tomar decisiones

o. Analizar alternativas en función de un problema.

p. Seleccionar alternativas en función de las restricciones planteadasen el problema, o en el contexto de enseñanza y de aprendizaje.

q. Adecuar la propuesta para la solución del problema planteado.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

r. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

XXIIII

La puesta en práctica

Capacidad de aplicar y transferir

s. Interrelacionar los datos, técnicas y procedimientos en el diseño dela solución.

t. Utilizar técnicas de representación adecuadas al equipo que seconstruye o en el ya construido que se utiliza.

u. Integrar los conocimientos científicos y tecnológicos en losmomentos pertinentes para el diseño de la solución.

v. Relacionar, ensamblar componentes en la secuencia adecuada.

w. Utilizar de manera correcta la simbología y los lenguajes propios dela tecnología (representación gráfica, simbólica, etc.).

x. Transferir conocimientos científicos y tecnológicos en otras activi-dades similares.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

y. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

Otro (Por favor, exprese aquí los comentarios que tenga, identificando el ítem con la letra quecorresponda):

XXIIIIII

La puesta en práctica

5. Documentación (Material teórico, manual de procedimientos y propuestas didácticas):

5.1. ¿Cómo calificaría los aportes del material recibido (encuadre y desarrollo teórico, y expe-riencias propuestas para el aula)?

a. Por su potencialidad didáctica (sugerencias, propuestas de trabajo en elaula, papel motivador, etc.).

b. Para sus necesidades curriculares (desarrollo de los contenidos y experien-cias previstas en su planificación).

c. Para organizar, planificar, concretar experiencias didácticas relacionadascon problemas de Educación Tecnológica.

d. Para renovar, actualizar, ampliar (subraye el que se ajusta más a su expe-riencia) los contenidos que desarrolla en su área/ disciplina.

e. Para trabajar conocimientos científicos y tecnológicos de manera asociadaa un problema tecnológico.

f. Para organizar experiencias de aprendizaje en torno a la utilización derecursos didácticos.

g. Para utilizar un recurso didáctico en el marco de experiencias didácticasorganizadas en función de la resolución de problemas.

h. Para integrar mejor contenidos científicos y tecnológicos en la soluciónde problemas de carácter tecnológico.

i. Para estimular la generación creativa de otros recursos didácticos.

MV6

V PV

Otras (Especifíquelas, por favor)

6 Escala= MV: Muy valioso / V: Valioso / PV: Poco valioso

XXIIVV

Sí OtroNo

La puesta en práctica

5.2. Manual de procedimientos para la construcción y el funcionamientodel recurso didáctico

En caso de que haya seguido los procedimientos contenidos en el Manual (ya sea para hacerun equipo igual o uno diferente al propuesto), le pedimos nos indique si:

a. ¿Pudo seguir todos los procedimientos descriptos, sin dificultad?

b. ¿La secuencia descripta le resultó la adecuada?

c. ¿La secuencia establecida le planteó alternativas según algún crite-rio (disponibilidad de los materiales, trabajo de contenidos especí-ficos, etc.)?

d. ¿La finalidad (para qué sirve) del equipo está indicada con clari-dad?

e. ¿Se establecen cuáles son los contenidos (científicos o tecnológicos)que se asocian al equipo a construir?

f. ¿Se determina la relación entre conocimientos implicados, proce-dimientos a seguir, materiales a utilizar y experiencias posibles derealizar?

g. ¿Considera que la relación anterior es pertinente (es la que corres-ponde) para la construcción que se propone?

h. ¿La descripción de los procedimientos le facilitaron la organizaciónde las experiencias de trabajo con sus alumnos?

i. ¿Pudo seguir las indicaciones para la puesta en funcionamiento?

j. ¿Todas las indicaciones para el uso son claras?

Otro (identifique con la letra que corresponda el ítem sobre el que hace observaciones)

Por favor, fundamente sus respuestas negativas o agregue los comentarios que crea pertinentes(identifique el ítem a que se refiere):

XXVV

La puesta en práctica

6. Otras características del recurso didáctico:

6.1. Constructivas (Por favor, conteste sólo si realizó el proceso de construcción). Indique siel proceso de construcción reúne las siguientes características:

a. Simplicidad.. Es sencillo de construir por parte de los alumnos.

b. Economía. Es posible hacerlo con materiales de bajo costo.

c. Compatibilidad. Todos los componentes, bloques y sistemas permiten serintegrados entre sí.

d. Acoplabilidad. Puede ser unido o combinado con otros recursos didácticos.

e. Sencillez. Permite combinar diferentes tipos de materiales (madera, cartón,plástico, otros similares).

f. Facilidad de armado y desarmado. Permite, sencillamente, realizar pruebas,correcciones, incorporación de nuevas funciones, etc.

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué (Por favor, identifique sucomentario con la letra del rasgo aludido):

XXVVII

La puesta en práctica

6.2. Técnicas (Por favor, complete tanto si construyó el equipo como si utilizó uno ya cons-truido)

a. Portabilidad. Puede ser utilizado en el taller, aula, laboratorio.

b. Modularidad. Puede ser adaptado a diversos usos; para trabajar diversos con-tenidos curriculares o para realizar diferentes experiencias didácticas; paraaprendizaje, demostraciones, análisis, etc.

c. Reutilización. Posee partes, componentes, bloques o subsistemas que puedenser desmontados para volver a su estado original, y usados en sí mismos o enforma independiente.

d. Incrementabilidad. Puede complejizarse agregando piezas o completando elsistema para mejorar su funcionalidad, rendimiento, precisión o calidad.

e. Aplicabilidad múltiple. Como sistema tecnológico, permite que usted selec-cione las variables con las que desea trabajar (algunas de las que maneja el sis-tema, todas las previstas o agregar otras).

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué, identificando su comentariocon la letra correspondiente:

XXVVIIII

La puesta en práctica

6.3. Didácticas (Por favor, complete tanto si construyó el equipo como si utilizó uno yaconstruido)

a. Congruencia. Tiene relación con los testimonios de realidad incluidos en elmódulo de capacitación.

b. Pertinencia. Los componentes, bloques funcionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos curriculares de la educación técnico-profe-sional.

c. Integración. Posibilita el tratamiento asociado de los conocimientos científicosy tecnológicos propuestos en el material.

d. Escalabilidad. Es posible utilizarlo con proyectos o problemas con diferentesniveles de complejidad.

e. Complejidad creciente. Las soluciones alcanzadas para una parte del proble-ma, sirven de base para las siguientes o permite que, agregando componentes,sea utilizado como solución a problemas más complejos.

f. Adaptabilidad. Permite su adaptación a soluciones diversas en torno a lasproblemáticas planteadas.

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué, identificándola con la letracorrespondiente:

XXVVIIIIII

La puesta en práctica

7. Otras características del material teórico:

¿Cómo calificaría el diseño del módulo escrito (desarrollo de contenidos científicos y tec-nológicos, y propuestas de experiencias didácticas)?

a. Formato gráfico del material (distribución del contenido, márgenes, dis-tribución de texto e imágenes, inserción de gráficos, diseño gráfico glo-bal, etc.).

b. Lenguaje utilizado (claridad, adecuación al destinatario).

c. Organización (secuencia entre cada parte).

d. Adecuación al destinatario (evidencia que se toma en cuenta que es unmaterial para ser trabajado en un ámbito escolar).

e. Pertinencia de los conocimientos científicos con las problemáticasplanteadas.

f. Pertinencia de los conocimientos tecnológicos con las problemáticasplanteadas.

g. Vinculación (pertinencia) del recurso didáctico que propone con lassituaciones didácticas planteadas.

h. Congruencia (vinculación) de los contenidos propuestos con el recursodidáctico.

i. Aporte metodológico para enriquecer sus estrategias didácticas.

j. Aporte teórico (en general) para su trabajo docente.

k. Valor motivador para el trabajo con sus alumnos.

l. Valor orientador para generar sus propios recursos didácticos.

m. Concepción innovadora para el trabajo didáctico en la educación técni-co-profesional.

MB7

B MR

Si marcó la opción “Malo”, le pedimos que nos explique por qué:

7 Escala= MB: Muy bueno / B: Bueno / R: Regular / M: Malo

XXIIXX

La puesta en práctica

8. Propuestas o nuevas ideas:

Tanto para los autores de este material, como para el CeNET como institución responsablede su elaboración y distribución, una de las finalidades más importantes es suscitar en loseducadores nuevas ideas, aplicaciones o propuestas creativas a partir de la lectura o el traba-jo con el módulo.

En función de ello, le solicitamos que nos indique:

Si a partir del módulo (contenido teórico y recurso didáctico) usted, en su calidad de(marque todas las opciones que correspondan):

a. docente a cargo de un grupo de alumnos

c. responsable de la asignatura:

b. directivo

d. lector del material

e. otro (especifique):

ha generado nuevas ideas o propuestas:

Respecto de los contenidos (independientemente del recurso didáctico):

a. Organización de su asignatura.

b. Contenidos científicos y tecnológicos (formas de asociarlos, ampliarlos,desarrollarlos, etc.)

c. Planificación de las experiencias didácticas.

d. Trabajo con resolución de problemas.

Sí No

XXXX

La puesta en práctica

Otras (Por favor, especifique en qué ámbitos ligados con los contenidos ha generado estasnuevas ideas o propuestas):

Si su respuesta fue afirmativa le pedimos que la amplíe:

XXXXII

La puesta en práctica

En relación con el recurso didáctico. Le pedimos que nos relate (libremente) las nuevas ideaso propuestas que el trabajo con este material le ha suscitado:

XXXXIIII

Sí

La puesta en práctica

No

En caso negativo, por favor, indíquenos por qué:

¿Puso en práctica alguna de estas ideas o propuestas?

¿Cuál/es?

XXXXIIIIII

Títulos en preparación de la serie “Recursos didácticos”.

- Arquitectura bioclimática

- Ascensor

- Banco de carpintero

- Biodigestor

- Biorreactor para la producción de alimentos

- Cargador semiautomático para máquinas a CNC deaccionamiento electroneumático

- Celda de combustible

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- Entrenador en lógica programada

- Equipamiento para el análisis de estructuras de edificios

- Equipamiento para matricería

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- Instalación sanitaria de una vivienda

- Manipulador neumático

- Máquina de vapor

- Programador visual para microcontroladores PIC

- Relevador de las características de componentessemiconductores

- Simuladores interconectables basados en lógica digital

- Sismógrafo

- Sistemas SCADA para el control de procesos industriales

- Tren de aterrizaje