evaluación de los métodos analíticos y validación semi...

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1 CENTRAL EL PALMAR S. A. ARAGUA CARRETERA NACIONAL SAN MATEO – LA ENCRUCIJADA UNIVERSIDAD DE CARABOBO FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA CARABOBO – NAGUANAGUA Evaluación de los métodos analíticos y validación semi-cuantitativa de análisis de dureza de aguas para calderas en un Central Azucarero. PASANTE: MONCADA A. LISANDER J. TUTOR ACADÉMICO: LUIS LUIS MIGUEL A. TUTOR EMPRESARIAL: SETAS VIRGINIA FEBRERO 2014

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CENTRAL EL PALMAR S. A. ARAGUA CARRETERA NACIONAL SAN MATEO – LA ENCRUCIJADA UNIVERSIDAD DE CARABOBO FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA CARABOBO – NAGUANAGUA

Evaluación de los métodos analíticos y validación semi-cuantitativa de análisis de

dureza de aguas para calderas en un Central Azucarero.

PASANTE: MONCADA A. LISANDER J. TUTOR ACADÉMICO: LUIS LUIS MIGUEL A.

TUTOR EMPRESARIAL: SETAS VIRGINIA

FEBRERO 2014

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INDICE Páginas INTRODUCCIÓN 5 SEMANA 1 – 2

1. Planta de Cal soda en Frío (CSF) ………………………………………………………………………………………….. 6 2. Ósmosis Inversa (OI) ……………………………………………………………………………………………………………. 7 3. Puntos de Muestreo ……………………………………………………………………………………………………………. 8 4. Equipos en común ………………………………………………………………………………………………………………. 8 – 9

SEMANA 3 – 4

5. Evaluación Preliminar del Laboratorio de Planta de Agua Evaluación General de métodos ……………………………………..……………………………………………….. 11

i. Cantidad de análisis …………………………………………………………………………………………. 11 ii. Inventario de reactivos .……………………………………………………………………………………. 12 -14 iii. Inventario de material de vidrio .………………………………………………………………………. 15

6. Evaluación preliminar del ensayo de dureza de agua en CEPSA

Descripción de Instrucciones i. Instrucciones del Analista para el Análisis de Dureza ……………………………………….. 16 ii. Reactivos Actuales ……………………………………………………………………………………………. 16 iii. Instrumentos Actuales ……………………………………………………………………………………… 17 iv. Tratamiento de datos y resultados …………………………………………………………………… 17 v. Medidas de seguridad ………………………………………………………………………………………. 17 – 18 vi. Bases teóricas ………………………………………………………………………………………………….. 18 vii. Consumo de reactivos ……………………………………………………………………………………… 18

SEMANA 5 – 6

7. Determinación de Dureza Total en aguas para caldera i. Introducción …………………………………………………………………………………………………….. 19 ii. Aspectos teóricos …………………………………………………………………………………………….. 19 iii. Objeto de análisis …………………………………………………………………………………………….. 19

SEMANA 7 - 8

8. Método de titulación con EDTA 10.1 Principio ………………………………………………………………………………………………………………………. 20 10.2 Reactivos Propuestos ………………………………………………………………………………………………….. 20 – 21 10.3 Toxicologías …………………………………………………………………………………………………………………. 21 – 31 10.4 Preparación de Reactivos …………………………………………………………………………………………….. 31 – 33

i. Solución Buffer pH 10 ………………………………………………………………………………………. 31 – 32 ii. Inhibidor ………………………………………………………………………………………………………….. 32 iii. Indicador ………………………………………………………………………………………………………….. 32 iv. Solución de EDTA 0,01 N ………………………………………………………………………………….. 32 v. Solución estándar de Calcio 1000 ppm CaCO3 ………………………………………………….. 33

10.5 Instrumentos Propuestos …………………………………………………………………………………………….. 33 10.6 Tratamiento de datos y resultados ………………………………………………………………………………. 33 – 38

10.6.1 Mediciones de tendencia central ……………….………………………………………………… 34 – 35 10.6.2 Tabla de posteo fácil de dureza (POSFAD) ……………………………………………………. 35 – 38

I. Patrón de Calcio ………….……………………………………………………………………….. 35 ii. Estandarización de solución titulante de dureza …………….……………………. 36

iii. Generación de la POSFAD ………………………………………….………………………… 36 – 38 10.7 Medidas de seguridad …………………………………………………………………………………………………. 38

10.8 Bases teóricas ……………………………………………………………………………………………………………... 38 i. Instructivos ……………………………………………………………………………………………………….. 38

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ii. Limitaciones del método ……………………………………………………………………………………. 39 iii. Referencias ………………………………………………………………………………………………………… 10.9 Consumo de reactivos …………………………………………………………………………………………………. 40 SEMANA 9 – 10

9. Diseño del Experimento de análisis de dureza 11.1 Instrumentos …………………………………………………………………………………………………… 40 11.2 Reactivos …………………………………………………………………………………………………………. 40 i. Preparación de Soluciones ………………………………………………………………………. 41 11.3 Estandarización de EDTA …………………………………………………………………………………. 41 11.4 Determinación de dureza de una muestra problema ………………………………………. 41 i. Agua Cruda >100 mg/L …………………………………………………………………………….. 41 ii. Agua suavizada <5 mg/L …………………………………………………………………………. 42 11.5 Datos Recolectados …………………………………………………………………………………………………….. 42 – 43 11.6 Ecuaciones Involucradas ……………………………………………………………………………………………… 45 – 46 11.7 Discusión Resultados ..………………………………………………………………………………………………… 46

10. Análisis posteriores para estimaciones estadísticas 12.1 Datos a recolectar …………………………………………………………………………………………… 47 – 49 REFERENCIAS 49 SEMANA 11 – 12

11. Manuales de instrucción de análisis de dureza realizados …………………………………………………… 49

INDICE DE TABLAS Páginas Tabla N° 1 Tipo de agua, equipos, puntos de muestreo y frecuencia de análisis por día …………………… 10 Tabla N° 2 Leyenda de análisis realizados al agua para caldera ……………………………………………………..... 10 Tabla N° 3 Análisis realizados y breve introducción del método aplicado en CEPSA ……………………….. 11 Tabla N° 4 Variables e incógnitas para el diagnóstico general de los procedimientos de análisis del Laboratorio de Planta de Agua …………………………………………………………………………………………………………. 11

Tabla N° 5 Diagnóstico general de los diferentes análisis de agua del Laboratorio de PDA ………………. 12 Tabla N° 6 Inventario de los reactivos actuales en el laboratorio de planta de agua y almacén de materiales según los diferentes proveedores ………………………………………………………………………………..... 12 – 14 Tabla N° 7 Inventario del material de vidrio actual en el laboratorio de Planta de Agua y en Almacén de Materiales …………………………………………………………………………………………………………..……….. 15

Tabla N° 8 Reactivos utilizados actualmente observaciones y recomendaciones ……………………………… 16 Tabla N° 9 Diagnóstico de instrumentos de laboratorio y observaciones para implementar mejoras en el análisis de dureza de agua (B. 1 B.2 y B.3) ……………………………………………………………………………….. 17

Tabla N° 10 Observación de vestimentas y equipos de seguridad básico para el análisis de dureza de agua en un laboratorio …………………………………………………..……..……………………………………………………. 18

Tabla N° 11 Frecuencia diaria y reactivos utilizados para el análisis de dureza de agua en LAB PDA … 18 Tabla N° 12 Clasificación del agua según su dureza ……………………………………………………..…………………. 19 Tabla N° 13 Reactivos de grado analítico y sus propiedades para la determinación de dureza en las aguas para caldera …………………………………………………..……..…………………………………………………………...... 20 – 21 TABLA N° 14 DISODIO ETILENDIAMINOTETRACÉTICO DIHIDRATADO ………………………………………………. 21 -22 TABLA N° 15 CLORURO DE CALCIO ……………………………………………………..……..……………………………………. 22 – 23 TABLA N° 16 CARBONATO DE CALCIO ……………………………………………………………………………………………… 23 – 24 TABLA N° 17 CLORURO DE SODIO ……………………………………………………………………………………………………. 24 TABLA N° 18 NEGRO DE ERIOCROMO T …………………………………………………………………………………………… 24 - 25 TABLA N° 19 CLORURO DE AMONIO ……………………………………………………………………………………………..... 25 – 26 TABLA N° 20 HIDRÓXIDO DE AMONIO …………………………………………………………………………………………..... 26 – 27 TABLA N° 21 ACIDO CLORHÍDRICO …………………………………………………………………………………………………… 27 – 28 TABLA N° 22 2-ETANOLAMINA ………………………………………………………………………………………………………… 29 – 30

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TABLA N° 23 SULFATO DE MAGNESIO ……………………………………………………………………………………………… 30 TABLA N° 24 CLORURO DE MAGNESIO ANHIDRO / DIHIDRATADO …………………………………………………… 30 - 31 Tabla N° 25 Diagnóstico de instrumentos de laboratorio y observaciones para implementar mejoras en el análisis de dureza de agua (B. 1 B.2 y B.3) ……………………………………………………………………………….. 33 Tabla N° 26 Valores Crìticos de la distribución T student para dos colas ………………………………………….. 35 Tabla N° 27 Clasificación de los ensayos según las características promedios del agua, el tamaño de la alícuota a tomar y los puntos de muestreo donde se extraen las mismas. ……………………………………. 35 Tabla N° 28 Datos registrados durante la preparación del patrón ……………………………………………………. 35 Tabla N° 29 Concentraciones y datos registrados del EDTA teórica y real ……………………………………….. 36 Tabla N° 30 Volúmenes registrados durante la estandarización ….…………………………………………………… 36 Tabla N° 31 Tabla POSFAD………………………………………………………………………………………………………………… 37 – 38 Tabla N° 32 Soluciones y propuestas para el mejoramiento de la seguridad del laboratorio y su personal …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 38 Tabla N° 33 Máxima concentración de interferencia permisible con diferentes inhibidores .………….. 39 Tabla N° 34 Especificaciones de reactivos, demanda anual estimada y existencia en CEPSA ……………. 40 Tabla N° 35 Preparación de soluciones e indicador .……………………………………….………………………………… 41 Tabla N° 36 Preparación del patrón de CaCO3 (1000ppm) a partir de CaCl2.2H2O …………………………….. 42 Tabla N° 37 Estandarización del EDTA……………………………………………………………………………………….……… 42 Tabla N° 38 Volúmenes gastados de EDTA para el análisis de agua cruda en la entrada al reactivador ……………….……………………………………………………………………………………………………………………… 42 Tabla N° 39 Valores de dureza obtenidos en el análisis de agua de cruda en la entrada del reactivador…………………….…………………………………………………………………………………………………………………. 43 Tabla N° 40 Volúmenes de EDTA promedios consumidos para el análisis de dureza de aguas durante te 15 días para cada tipo de agua ……………………………………………………………………………………….. 47 – 48 Tabla N° 41 Dureza registrada en las aguas de la planta de tratamiento durante 15 días para cada tipo de agua …………………………………..……………………………………….……………………………………………………….. 48 – 49

INDICE DE CROQUIS Y GRÁFICOS Croquis N° 1 Planta de agua y ósmosis ………………………………………………………………………….…………………. 7 Croquis N° 2 y 3 Puntos de muestreos de la planta CSF y PDO ..……………………………………………………….. 8 – 9 Croquis N° 4 Puntos de muestreo de la PDO ……………………………………………………………………………………. 9 Gráfico N° 1 Promedio de dureza de agua suavizada ……………………………………………………………………….. 43 Gráfico N° 2 Promedio de dureza de agua cruda ……………………………………………………………………………… 44 Gráfico N° 3 Promedio de dureza agua suavizada con barras de desviación estándar ……………………… 44 Gráfico N° 4 Promedio de dureza agua cruda con barras de desviación estándar ……………………………. 45

INDICE DE ECUACIONES

Ecuación 1. Reacción de acomplejamiento de catión divalente con EDTA ……………………………………….. 21 Ecuación 2. Reacción de acomplejamiento del catión magnesio por el NET …………………………………….. 21 Ecuación 3. Reacción de acomplejamiento del catión calcio por el NET …………………………………………… 21 Ecuación 4. Reacción de disociación del complejo Mg-NET con EDTA ……………………………………………… 21 Ecuación 5. Reacción de disociación del complejo Ca-NET con EDTA ……………………………………………….. 21 Ecuación 6. Media Arimétrica ………………………………………………………………………………………………………….. 35 Ecuación 7. Desviación estándar ………………………………………………………………………………………………………. 35 Ecuación 8. Estimación de Límites de confianza ………………………………………………………………………………. 35 Ecuación 9. & Ecuación 10. Concentración de Patrón de Calcio ……………………………………………………….. 37 Ecuación 11. & Ecuación 12. Concentración estándar de EDTA ……………………………………………………….. 37 Ecuación 13. Ecuación del Cálculo de celda de la tabla POSFAD ………………………………………………………. 38 Ecuación 14 .Concentración de EDTA Teórica ……………………………………………………………………….. 47 Ecuación 15. & Ecuación 16. Concentración de Patrón …………………………………………………………… 47 Ecuación 17. & Ecuación 18. Concentración de EDTA estandarizado ………………………………………. 47 Ecuación 19. & Ecuación 20. Concentración de las muestras determinadas ……………………………. 47

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Introducción

El Central Palmar S. A. es una industria alimentaria que se encarga de la producción de azúcar refinado a partir de la caña una gramínea tropical del género Saccaharum, que posee un ciclo vegetativo entre 10 y 12 meses, tiempo que permite su maduración con un contenido óptimo de azúcar para su cosecha. La caña de azúcar es la materia prima más importante para la elaboración del azúcar refinado, comenzando desde el campo con quemas controladas para eliminar resto de hojas muertas y parte de las verdes. Posteriormente se realiza el corte a mano y mecanizado depositándose en camiones y transportados al central. Una vez en las instalaciones ingresa por los molinos donde se somete al proceso de molienda para extraer el jugo de la caña.

El jugo de la caña pasa por diferentes procesos hasta su acabado final como azúcar refinado, entre ellos tenemos: Cocimiento del crudo, cocimiento del refino y distribución. Mientras el bagazo extraído de la molienda se utiliza para alimentar a las cuatro calderas bagaceras y de gas natural, con la finalidad de generar la combustión y aprovechar la energía térmica que se transmite al agua de alimentación. El agua de alimentación proviene de una planta de tratamiento de agua de pozos. También existen dos calderas a gas natural adicionales que colaboran con la generación de vapor de agua, lo que permite el movimiento de todo el sistema mecánico y eléctrico en el proceso de refinación de la azúcar. Las seis calderas proporcionan alrededor de 450.000lb/h de vapor, lo que permite que el proceso continuo sea eficiente.

El vapor de alta presión (425 PSI) generado es utilizado para alimentar la planta de fuerza que consta de

un arreglo de cinco turbinas que producen entre todas alrededor de 27.000 KW de energía. Otra parte del vapor de alta presión es utilizada para el movimiento de las turbinas de cuchillas y los molinos El vapor de baja presión que proviene del escape de las turbinas se utiliza es el calentamiento del jugo, la evaporación y cristalización del azúcar de refino.

La planta posee sistemas de generación de electricidad de respaldo contando con un TURBOGAS y un

circuito de ELECENTRO, compañía distribuidora eléctrica del estado. Este último abastece las necesidades eléctricas del la planta en ocasiones de falla de algunos de los sistemas eléctricos de planta de fuerza. Así El Central el Palmar S. A. se convierte en una empresa autónoma en generación de energía eléctrica.

Por último para el aseguramiento y control de todas las etapas del proceso de refinación del azúcar El

Central cuenta con cinco (05) laboratorios (agroindustrial, materia prima, proceso, producto terminado y microbiología, planta de agua). Así se aseguran las propiedades físicos químicos y microbiológicos del azúcar.

Justificación La fuente principal de energía proviene del vapor de agua de alta presión generado en las calderas, en la cual los quemadores alimentados con gas natural queman el bagazo (en el caso de las calderas bagaceras) produciendo la combustión y una cantidad de calor suficiente para producir un cambio de fase del agua líquida a gaseosa dentro de los tubos y el armazón de la caldera. Se denomina vapor al agua que ha cambiado su estado físico de líquido a gaseoso. Así mismo, las calderas a gas natural calientan los tubos, transfiriendo la energía calórica al agua produciendo así el cambio de fase. Éste vapor generado en las calderas es la fuente principal de energía de la empresa, todo sistema eléctrico-mecánico depende de la energía capturada por el vapor durante el calentamiento en la caldera. Lo que convierte al sistema de calderas en el equipo principal de generación de energía. Las calderas son alimentadas con agua tratada con una dureza total de cero, esto se logra utilizando una planta de agua que suaviza el agua proveniente de los pozos profundos. La dureza del agua de los pozos tiene un valor aproximado de 400 – 500 ppm de CaCO3, lo que representa un gran problema cuando se realizan los ciclos de la caldera (6 a 8). Las concentraciones de los carbonatos de calcio y magnesio, aumentan dentro del domo inferior de la caldera, aún así con la alimentación excesiva de quelatos y polímero se tiene un porcentaje de purga alto, de manera de evitar que los sólidos precipitados se incrusten dentro de las tuberías, ocasionen corrosión

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(debiliten las tuberías) y por consiguiente un proceso discontinuo e ineficiente con bajo rendimiento en la producción de energía en forma de vapor de agua. Objetivos General

Optimizar los métodos de análisis del laboratorio de planta de agua para la producción eficiente de agua para caldera que disminuirá el consumo de reactivos para el tratamiento del agua cruda y la dosificación de las calderas. ACTIVIDADES

Cronograma Semana Actividad a ejecutar

1-2 Realizar un croquis de la planta de agua y ósmosis inversa que contemple los puntos de muestreo y la identificación de los mismos.

Investigar las normas de referencia y métodos bajo las cuales deben realizarse los procedimientos y/o instrucciones necesarias para la gestión del laboratorio de planta de agua.

3-4 Realizar un diagnóstico general de los procedimientos y/o instrucciones de análisis que contemplen los reactivos, instrumentos, el tratamiento de los resultados, medidas de seguridad y bases teóricas.

Determinar la frecuencia de los análisis y el consumo relativo anualmente. Diagnóstico específico de método de análisis de dureza

5-6 Redacción de introducción al método de dureza. 7-8 Optimización del método de análisis de dureza de agua en CEPSA.

Realizar resumen de la propuesta para mejorar el método de análisis de dureza en agua para caldera.

9-10 Iniciar los análisis de laboratorio con aguas representativas de los equipos de planta de agua y calderas.

Tratamiento de datos y resultados. 11-12 Realizar el manual de instrucción de trabajo de análisis de dureza.

El Central Palmar posee una planta de agua Cal - Soda en frío y una planta de osmosis inversa, que tienen

como función principal eliminar la dureza del agua que posteriormente está destinada a ser evaporada en las calderas. La planta en general consta de 31 equipos, siendo 19 equipos para la de cal-soda en frio, 6 equipos para la planta de ósmosis inversa y 6 equipos en común.

Planta de Agua Cal-Soda en frío (CFS)

La capacidad de producción de agua de la CFS es de 700 gpm con una eficiencia del 80 % de la dureza inicial Posee dos reactivadores (uno de colchón de lodo – 143 m3 y uno de recirculación de lechada – 116 m3 (2), un tanque de agua clara (1) – 24,37 m3, cuatro filtros de presión (4) – 9,23 m3 , cuatro suavizadores (4) – 6,28 m3, tres tanques de preparación de salmuera (3) – 1,16 m3 [1,2]; 1,082 m3 [3], dos tanques de solución de salmuera (2) – 1,48 m3; 0,87 m3 , un tanque de preparación de cal (1) – 6,27 m3, un tanque de dosificación de cal (1) – 1,12 m3 y un tanque de preparación de polímero (1) – 1,20 m3. (ver croquis N° 1)

La función de estos equipos es precipitar la dureza del agua a un pH de 11,5 con carbonato de calcio y un

exceso de cal, lo que permite clarificar el agua y ser retirado los lodos por la parte inferior. Se añade floculantes para que se precipiten de manera uniforme en el medio, y un polímero dispersante que permite que la reacción tenga mayor superficie de contacto. Adicionalmente la planta CSF envía agua a dos sistemas de enfriamiento (2) (torre Joy, torre principal) a los evaporadores para el clarificador del guarapo de caña y para los sistemas de decoloración de la azúcar. Los sistemas de enfriamiento tienen como función extraer el calor excesivo

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proveniente de las turbinas de generación eléctrica, los compresores, etc. Éste tipo de agua es analizada ya que también pueden presentarse obstrucciones dentro de las tuberías correspondientes a la alta dureza del agua.

Croquis N° 1 Planta de agua y ósmosis

inversa

R2

R1

TAC

TDC

TPP

FP1

TS

TSSTPS

TPC

TRC

TON

TR1

TR2

TAPPDO

TDO

TASSU5

PDA

SPQ

B

E

D

F

G

H

TLC

FP2FP3FP4SU1SU2SU3SU4

TS

A

B

C

Planta de Ósmosis Inversa

La capacidad de producción de la planta de ósmosis inversa (OI) es 200 gpm con una eficiencia del 99 % de la dureza inicial eliminada. Posee un tanque de agua pre-filtrada (1) – 20 m3 , una red de membranas de ósmosis inversa (1), dos tanques de dosificación (2) – 0,15 m3, un tanque de agua suavizada (1) – 10 m3 , tanque de salmuera (1) – 2 m3 y un suavizador (1) .(ver Croquis 3). La planta pasa el agua a través de unas membranas que separan los iones divalentes del agua, y el rechazo se descarta. Debido a la presencia de contaminación bacteriana debe tener unos valores permisibles de cloro que se logran antes del que el agua ingrese. Adicionalmente se le añaden sulfitos para el oxígeno disuelto y agentes quelantes para evitar la incrustación de sedimentos en los microfiltros.

LEYENDA EQUIPO LEYENDA EQUIPO

TRC Tanque de recuperación de condensado TDC Tanque de dosificación de cal

TS Tanque submarino TPP Tanque de preparación de polímero TON Tanque operación normal TAP Tanque de Agua prefiltrada R(1-2) Reactivador 1 TR(1-2) Tanque de reserva (1-2) TAC Tanque Agua Clara TLC Tanque de lavado de caldera FP(1-4) Filtro de presión 1-4 TS Tanque de salmuera SU(1-5) Suavizador 1-5 TDO Tanque de dosificación de la Ósmosis

TPS Tanque de preparación de salmuera. SPQ Sala de preparación de productos

quimicos

TSS Tanque de Solución de salmuera LPDA Laboratorio de Planta de Agua

TPC Tanq. Prep. Cal PDO Planta de Ósmosis TAS Tanque de agua suavizada

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Puntos de muestreo Se identificaron en total alrededor de 44 puntos de muestreos de agua, de los cuales 41 corresponden a la planta de agua y 2 a los enfriaderos. La tabla N° 1 corresponde a los puntos de muestreo y refleja la frecuencia de análisis diario sobre las mismos.

Croquis N° 2 y 3 Puntos de muestreos de la planta CSF

R2

R1

TAC

TDC

TPP

PDA

SPQ

BE

D

F

G H

x x

x x

x x

x x

x x

x x

x

x x

x x

x

xx

xx

x

x

x

R1 Sedimentos 1

R1 Sedimentos 2

R1 Agua 1

R1 Agua 2

C5 Vapor

C1 Vapor

C2 Vapor

C3 Vapor

C4 Vapor

C5 Agua

C1 Agua

C2 Agua

C3 AguaC4 Agua

TRC 4

C6 Agua

Desconocido

Desconocido

C6 Vapor

Agua enfriamiento

TRC4

TAC 1 TAC 2

TPP 1

TDC 1

x

xx

x

x

R2 Sedimentos 1R2 Sedimentos 2R2 Agua 1R2 Agua 2

TON2

Equipos en común

La CFS y OI trabajan en conjunto para eliminar la dureza del agua y utilizan en común a dos tanques de reservas (2) – 1.921,37 m3; 1.921,37 m3, un tanque de operación normal (1) – 192,61 m3, tanque submarino (1) – 16,22 m3 y un tanque de recuperación de condensado – 125,18 m3. (Ver Croquis N°1)

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TPS

TPC

TRC

TON

TR1

TR2

TLC

xxx

x

x

x

x

x

xxx

x

TSS

FP1

FP2

FP3

FP4

SU1

SU2

SU3

SU4

x

x

x

x

x

x

x

x

x

TSx

xx

FP1

TON2

FP2

FP3

FP4

TON1

TRC1

TRC2TRC3

TRC4

TS

SU1

SU2

TR1

Distribuidor

TON1

PDO

TR2

TSS

SU3

TPS

SU (1 - 4)

TPC

TR2

SU4

Croquis N° 4 Puntos de muestreo de la PDO

TAPPDO

TDO

TASSU5

xxx

TSal

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Tabla N° 1 Tipo de agua, equipos, puntos de muestreo y frecuencia de análisis por día

Tipo Agua Equipos # Ptos. Frecuencia de análisis/Día 1 2 3 4 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Tratada + Suavizada

TOJ 1 6 6 6 0 0 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 TOP 1 6 6 6 0 0 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 ENF 1 6 6 6 0 0 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0

Tratada

SU1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SU2 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SU3 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SU4 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SU5 1 48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SU(1-4) 1 48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 TR1 2 3 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 TR2 1 3 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Condensado TON 4 10 10 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 TRC 4 10 10 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Calderas y Vapor de calderas

C1 1 6 24 6 0 6 0 0 0 6 6 6 0 12 0 0 0 C2 1 6 24 6 0 6 0 0 0 6 6 6 0 12 0 0 0 C3 1 6 24 6 0 6 0 0 0 6 6 6 0 12 0 0 0 C4 1 6 24 6 0 6 0 0 0 6 6 6 0 12 0 0 0 C5 1 6 24 6 0 6 0 0 0 6 6 6 0 12 0 0 0 C6 1 6 24 6 0 6 0 0 0 6 6 6 0 12 0 0 0 C1 1 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C2 1 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C3 1 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C4 1 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C5 1 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C6 1 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Suavizada

R1 4 10 12 12 12 12 12 12 12 0 0 0 0 0 0 0 0 R2 4 10 12 12 12 12 12 12 12 0 0 0 0 0 0 0 0 FP1 1 6 6 6 6 6 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 FP2 1 6 6 6 6 6 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 FP3 1 6 6 6 6 6 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 FP4 1 6 6 6 6 6 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 TAS 1 6 6 6 6 6 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0

Cruda TS 1 6 6 6 6 6 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 TAP 1 6 6 6 6 6 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0

TOTAL 35 47 218 278 134 54 90 72 72 72 36 36 36 0 72 0 0 0

Tabla N° 2 Leyenda de análisis realizados al agua para caldera LEYENDA Análisis LEYENDA Análisis

1 Dureza Total 9 Fotométrica de Sílice 2 Conductividad 10 Colorimetría de Hierro 3 pH 11 Sulfito de sodio 4 Turbidez 12 Polímero 5 Hidróxidos 13 Cloro por titulación 6 Alcalinidad P 14 Análisis de Fosfato 7 Alcalinidad M 15 Azúcar 8 Quelatos

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1) Evaluación preliminar del Laboratorio de Planta de Agua

Una evaluación superficial del laboratorio, métodos, seguridad y procedimientos estándar arroja una calidad baja en los análisis, lo cual representa el talón de Aquiles del funcionamiento de las calderas. En general las decisiones son tomadas bajo el resultado “analítico actual”, que puede clasificarse realmente como un ensayo semicuantitativo con una gran desviación de las lecturas en lo que respecta a los ensayos.

2) Evaluación General de métodos

En el Laboratorio de Planta de Agua se realizan diez (12) ensayos de laboratorio, en lo que se refiere a:

Tabla N° 3 Análisis realizados y breve introducción del método aplicado en CEPSA Nro. Análisis 8 Quelatos

1 Dureza Total 9 Fotométrica de Sìlice 2 Conductividad 10 Colorimetría de Hierro 3 pH 11 Sulfito de sodio 4 Turbidez 12 Polímero 5 Hidróxidos 13 Cloro por titulación 6 Alcanilidad P 14 Análisis de Fosfato 7 Alcalinidad M 15 Azúcar

Los métodos han sido sometidos a una evaluación general para determinar su veracidad en los análisis de

laboratorio, se evalúan parámetros de reactivos, instrumentos, tratamiento de datos y resultados, medidas de seguridad y las bases teóricas en las cual se basa cada método. (Ver tabla N°3)

Tabla N° 4 Variables e incógnitas para el diagnóstico general de los procedimientos de análisis del Laboratorio de Planta de Agua

Evaluación Variables Incógnitas

A Reactivos

1. ¿Hay existencia Reactivos puros? 2. ¿El operador conoce la toxicidad? 3. ¿Se preparan soluciones e indicadores con

método adecuado? 4. ¿Se estandarizan los reactivos?

B Instrumentos

1. ¿Existe material adecuado para el procedimiento?

2. ¿Se usa adecuadamente los instrumentos? 3. ¿Están calibrados los instrumentos?

C Tratamiento de datos y resultados

1. ¿Se aplican estimaciones estadísticas? 2. ¿Es sensible el método?

D Medidas de seguridad 1. ¿Se usan vestimenta adecuada? 2. ¿Se usan equipos de seguridad?

E Bases teóricas

1. ¿Existe instructivo del método en CEPSA? 2. ¿Existen limitaciones del método? 3. ¿Existen referencias bibliográficas

comprobables?

Debido a que la eliminación total de dureza del agua cruda es la función principal de las plantas de

tratamiento se procedió posteriormente a la recolección de información teórica y experimental de los ensayos para dureza de agua.

12

Tabla N° 5 Diagnóstico general de los diferentes análisis de agua del Laboratorio de PDA

Nro. Análisis A B C D E

1 2 3 4 1 2 3 1 2 1 2 1 2 3 1 Dureza Total S† N N N S N K N S* N N N S N 2 Conductividad S† N N N N N K N S* N N N S N 3 pH S† N N N N N K N S* N N N S N 4 Turbidez S† N N N N N K N S* N N N S N 5 Hidróxidos S† N N N N N K N S* N N N S N 6 Alcanilidad P S† N N N N N K N S* N N N S N 7 Alcalinidad M S† N N N N N K N S* N N N S N 8 Quelatos N N N N N N K N N N N N S N 9 Fotométrica de Sìlice N N N N N N K N S* N N N S N

10 Colorimetría de Hierro S† N N N N N K N S* N N N S N 11 Sulfito de sodio S† N N N N N K N S* N N N S N 12 Polímero N N N N N N K N S* N N N S N 13 Cloro por titulación N N N N N N K N S* N N N S N 14 Análisis de Fosfato N N N N N N K N S* N N N S N 15 Azúcar N N N N N N K N S* N N N S N

S = Sí ; N = No ; K = No determinado , S* = Sí, en un rango definido ; S† = Sí, parcialmente

Se encontró como resultado de la investigación que la mayoría de los métodos realizados se realizan de manera empírica sin conocimientos previos del manejo adecuado y preparación de las soluciones. La mayoría de los métodos no poseen una base teórica justificable de la realización de un ensayo. Posteriormente se realizó una investigación de los reactivos existentes para los análisis que se realizan en el laboratorio, a continuación la lista: Inventario de reactivos utilizados en los ensayos del laboratorio de planta de agua

Tabla N° 6 Inventario de los reactivos actuales en el laboratorio de planta de agua y almacén de materiales según los diferentes proveedores

Proveedor: Coorporación Química Las Ámericas

REACTIVO Código Laboratorio de Planta de agua Almacén de Materiales Fórmula

Química Fecha de Ven. Lote (Cant.) Cant.

Dis. Fecha de

Ven. Lote (Cant.) Cant. Dis.

Solución ácida (1:1) para sílice S-6546 30.05.14 0513-1422 (1) 500

30.05.14 27.09.12 21.06.13

0513-1422 (6) 0911-944 (2) 0612-1174 (1)

3000 1000 1000

HCl

Solución de Heptamolibdato

de amonio al 10%

S-6535 27.02.14 18.06.14

0213-1339 (1) 0613-1433 (1)

200 500

18.06.14 27.02.14 23.02.13 27.09.12

0613-1433 (4) 0213-1339 (1) 0212-1064 (2) 0911-943 (3)

2000 500

1000 1500

H24Mo7N6O24 .4H2O

Solución de Ácido Oxálico al

10% S-6534 12.04.14 0413-1376 (2) 200

500

20.08.14 30.05.14 12.04.14 18.06.14 21.06.13 27.09.12

0813.1477 (4) 0513-1421 (4) 0413-1376 (2) 0613-1433 (1) 0612-1172 (1) 0911-942 (1)

2000 2000 1000 500 500

1000

C2H2O4

Reactivo #5 para Quelatos = E-

5400 S-155 09.07.14 013-1454 (2) 800

1000 25.07.14 0713-1466 (4) 4000 No identificado

Reactivo #6 para quelatos S-154 S. I. S. I. N. E. 17.11.14 0113-1308 (6) 6000 No

identificado

13

Reactivo n°3 para Quelatos S-156 27.02.14 0213-1331 (2) 30

40

08.07.14 27.02.14 30.09.12 21.06.13

0713-1453 (4) 0213-1371 (2) 0911-947 (1) 0612-114 (1)

240 120 60 60

No identificado

Reactivo Especial N°1 para Quelatos

S-068 28.01.14 18.06.14

0113-1324 (1) 0613-1431(1)

600 1000 15.08.14 0613-1431 (1) 1000 No

identificado

Solución buffer de dureza S-554 23.07.14

26.03.14 0713-1464 0313-1348

1000 400

20.08.14 23.07.14 17.03.12

0813-1480 (6) 013-1464 (1) 0311-808 (2)

6000 1000. 8000

Mezcla de C2H7NO y

HCl Polvo indicador

de pureza S-363 27.02.14 1212-1305 (1) 85 27.02.14 0213-1334 (6) 90 Mezcla de NET y NaCl

Solución titulante de

dureza S-557 S. I. S. I. N. E. 26.04.13

27.09.12 0412-1112 (3) 0911-941 (2)

3000 2000

Na2H2C10H12O8N2.2H2O

Cloruro de Hidroxilamina % S-6554 17.01.14

14.05.13 0113-1310 (2) 0512-1136 (1)

1000 400 15.08.14 0113-1310 (4) 4000 No

identificado Solución de fenantrolina S-6552 17.01.14 0113-1309 (2) 500

100 17.01.14 0113-1309 (4) 4000 No identificado

Ácido Fuerte Concentrado

(HCl) S-549 27.02.14 0213-1335 (2) 30 250 27.02.14 0213-1335 (2) 1000 HCl

Solución buffer de Acetato S-6553 18.06.14 0613-1432 (2) 400

1000 09.07.14 0713-1455 (1) 1000 CH3COONa/ CH3COOH

Solución Estándar de

hierro S-277 24.10.12 1011-971 (1) 10 S. I. S. I. N. E. No

identificado

Ácido diluido (1:3) para sulfitos S-547 18.06.14 0613-1432 (2) 400

1000 20.06.14 0813-1476 (3) 0613-1432 (1)

3000 1000 H2SO4

Solución de yoduro de

potasio S-584 30.05.14 0513-1419 (1) 700 20.08.14

12.07.14 0813-1481 (3) 0713-1459 (3)

3000 3000 KI

Solución de Iodato de Potasio

S-596 27.02.14 0213-1333 (1) 1000 30.05.14 14.12.12

0513-1420 (4) 1211-1022 (1)

4000 1000 KIO3

Solución de Almidón S-569 S. I. S. I. N. E.

09.07.14 12.04.14 09.07.14 30.05.14 05.12.03

0713-1447 (2) 0413-1373 (5) 0713-1458 (2) 0513-1418 (5) 1212-1302 (1)

1000 2500 1000 2500 500

No identificado

Solución buffer de polímero S-958 21.06.13 0612-1175 (1) 430

09.07.14 03.09.13 14.05.13 09.08.13 07.08.13 21.06.13

0713-1450 (1) 0912-1240 (4) 0512-1138 (2) 0812-1221 (1) 0812-1217 (2) 0612-1175 (2)

250 1750 500

1000 2000 2000

No identificado

Solución die de polímero S-957 17.05.12

02.08.13 0511-855A (1) 0812-1203 (1)

20 1000

02.08.13 14.05.13

0812-1203 (4) 0512-1140 (2)

4000 250

No identificado

Solución estándar de

polímero S-959 02.08.13 0812-1200 (1) 730 14.05.13

02.08.13 0512-1135 (6) 013-1455 (3)

750 3000

No identificado

Reactivo n°1 de S-505 20.08.14 0813-1478 (2) 1000 S. I. S. I. N. E. No

14

cloro por titulación

identificado

Reactivo n°2 de cloro por titulación

S-516 20.08.14 0813-1479 (2) 1000 S. I. S. I. N. E. No identificado

Acidulante Neutralizante 1N S-080 17.01.13

17.01.13 S. I. S. I.

120 115

14.05.13 27.09.12 05.05.13

0512-1137 (3) 0911-939 (4) 0512-1128 (4

180 2000 2000

HCl

Solución de Fenolftaleína S-903 17.01.13 S. I. 115 27.09.12

05.05.13 0911-939 (4) 0512-1128 (4)

2000 2000

No identificado

Solución de Vanadato-Molibdato

S-285-A 23.05.13 S. I. 430 S. I. S. I. N. E. No identificado

Indicador Mixto S-527 05.05.13 S. I. 150 05.05.13 27.09.12 19.03.13

0512-1129 (7) 0911-940 (3)

0312-1090 (2)

3500 1500 1000

No identificado

Solución de Ácido Clorhídrico

N/30 S-541 S. I. S. I. N. E. 29.03.12 0311-813 (6) 6000 HCl

Reactivos puros de diferente proveedores

Reactivo Disponibilidad

(kg ó L) % Pureza

Fórmula Química Observaciones

PDA Almacén Hidróxido de sodio 3,5 0 99 NaOH

Se Piden por requisición directa y no forman parte del

stock.

Yoduro de potasio 2,0 0 99 KI Yodato de potasio 0,85 0 99 KIO3

Fenolftaleína 0,7 0 99 -- Negro de eriocromo T 200 0 100 --

Almidón 400 0 100 -- Sulfito de sodio 1,3 0 99 Na2SO3

Aftlato ácido de potasio 2,0 0 99 -- Naranja de Metilo 0,2 0 99 --

Cromato de Potasio 0,5 0 99 K2CrO4 Dicromato de Potasio 2,5 0 99 K2CrO7

2-Naftol 0,5 0 99 -- 1-Naftol 0,5 0 100 --

Ácido Cítrico monohidratado 1,0 0 100 -- Ácido Cítrico anhidro 0,5 0 99 --

Cloruro de Bario dihidratado 1,0 0 99 BaCl2.2H2O Cloruro de Amonio 0,5 0 99 NH4Cl Alcohol Isopropílico 0,3 0 99 --

Buffer pH 4 0,5 0 99 -- Forman parte del stock Buffer pH 7 0,5 0 99 -- Forman parte del stock

Buffer pH 10 0,5 0 99 -- Forman parte del stock Ácido Sulfúrico 2,0 0 99,8 H2SO4 Forman parte del stock

Ácido Clorhídrico 2,5 0 99 HCl Forman parte del stock Ácido Sulfúrico 1,0 0 H2SO4 Forman parte del stock

La coloración roja indica que el reactivo tiene un año de antigüedad sin ser utilizado, necesita ser reevaluado con el objetivo de determinar si debe ser estandarizado o descartado.

15

Inventario del material de vidrio: El material de vidrio es esencial para realizar soluciones o realizar ensayos de rutina por lo que se presenta el siguiente inventario:

Tabla N° 7 Inventario del material de vidrio actual en el laboratorio de Planta de Agua y en Almacén de Materiales

Material Capacidad (mL) Cantidad Observación

Balón aforado

500 8 2 con tapas de plástico, 1 con tapa de vidrio, 5 sin tapas

1000 4 1 de ellos roto, el resto con tapa 250 4 Con tapas, aceptables condiciones 100 6 2 Nuevos, 4 sin tapas y desgastados 50 2 Nuevos

Cilindros de vidrio 500 1 Bien conservado 25 3 Base de plástico 10 4 Base de plástico, 1 cilindro base de vidrio

Fiolas

250 8 7 Nuevas, 1 Rota en la boquilla 125 3 Desgastadas 100 10 Nuevas 50 2 Desgastadas

Tubos de ensayo 10 2 1 con tapa roscable, 1 clásico

Morteros 200 g 2 Nuevos 800 g 1 En buen estado

Pipetas Aforadas

25 2 Aforada de vidrio nueva 20 2 Aforada de vidrio nueva 10 2 Aforada de vidrio nueva 5 2 Aforada de vidrio nueva 3 2 Aforada de vidrio nueva 1 2 Aforada de vidrio nueva

Pipetas Graduadas

10 2 Graduada de plástico 5 1 Graduada de plástico 2 1 Graduada de plástico 1 1 Graduada de plástico

Propipetas No aplica 2 Rojas Tapas Amarillas 16/26 12 En buenas condiciones

16

EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL ENSAYO DE DUREZA DE AGUA EN CEPSA Descripción de instrucciones de trabajo implementadas en Laboratorio de Planta de Agua en CEPSA: El Analista tiene como finalidad aplicar el método para determinar la dureza del agua de cruda y suavizada para la alimentación de las calderas de CEPSA. Con los valores obtenidos los Operadores pueden tomar las decisiones adecuadas para manejar los diferentes parámetros de la planta de tratamiento de agua con la finalidad de obtener en la salida un agua de alta calidad (cero de dureza). Las soluciones son preparadas por un Supervisor del área que monitorea constantemente los parámetros de la calidad del agua y garantiza al analista la fiabilidad tanto como de los reactivos utilizados como el método que se aplica. Instrucciones del Analista para el Análisis de Dureza de agua:

1) El Analista debe ir al área y tomar la muestra de agua, curando los recipientes con exceso de agua antes de tomar la muestra.

2) Llevar la muestra al laboratorio. 3) Si se trata de agua cruda, se toma una alícuota de 25 mL para el análisis. Si se trata de agua suavizada

tomar una alícuota de 100 mL. 4) Posteriormente la coloca en un bowl y adiciona 2 mL de solución buffer S-363. Una pequeña porción

del indicador S-557 hasta que colorea rojo. 5) Adiciona el reactivo titulante S-557 hasta observar un cambio de coloración a azul. 6) Luego el volumen gastado lo multiplica por 40 si el resultado es para el análisis de agua cruda y la

lectura directa si es para el análisis de agua suavizada. 7) Se reporta el resultado en la sabana y posteriormente se sube al sistema BAAN.

(A) Reactivos:

A.1 Actualmente los reactivos para el ensayo se proveen por una empresa denominada COQUILASA, la cual provee un método de análisis según los reactivos que proporciona. (Ver tabla Nº 8). Por otra parte, el laboratorio presenta parcialmente reactivos puros para la preparación de los mismos. A.2 No existe evidencia que el operador o analista conozcan de la toxicidad de los reactivos que utiliza para el ensayo. A.3 Al no conocer la composición de los reactivos utilizados, no pueden preparase de otra forma más que un cálculo empírico. A.4 Los reactivos no se estandarizan. Sólo se hace un control empírico utilizando como referencia los valores de dureza del reactivador Nº 1.

Tabla N° 8 Reactivos utilizados actualmente observaciones y recomendaciones Reactivo Código Observación Recomendación

Solución buffer de dureza S-554 Se encuentra disponible en

laboratorio y en ADM

Disminuir el STOCK de almacén, mientras se realiza la requisición

directa del reactivo puro.

Polvo indicador de Dureza S-363 Se prepara con exceso de

indicador y el sólido es inestable.

Disminuir el STOCK de almacén, mientras se realiza la requisición

directa del reactivo puro.

Solución titulante de

dureza S-557

Actualmente está en existencia en Almacén de Materiales, sin

embargo, se preparan soluciones con el reactivo HIDRANAL en

laboratorio de procesos.

Disminuir el STOCK de almacén, mientras se realiza la requisición

directa del reactivo puro.

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(B) Instrumentos Actuales B.1 Se evidenció la existencia de instrumentos adecuados para el ensayo, sin embargo, algunos poseen desgaste. (Ver Tabla Nº 11) B.2 Se evidencia el incorrecto uso de los instrumentos de laboratorio, el mantenimiento y el cuidado de los mismos. B.3 Los instrumentos no tienen bitácora de calibración por lo cual pueden presentar fallas analíticas en el ensayo. Tabla N° 9 Diagnóstico de instrumentos de laboratorio y observaciones para implementar mejoras en el análisis de dureza de agua (B. 1 B.2 y B.3)

Instrumento Actual Diagnóstico Observaciones

Bureta Ámbar 10 mL Sin estatus de calibración

La bureta con el tiempo suele llenarse de impurezas, se debe limpiar constantemente y realizar una calibración respectiva.

Reservorio de vidrio transparente

(1,5 L)

Envase de poca capacidad

La solución con el tiempo puede ser inestable y se degrada, por lo que puede generar resultados erróneos en las lecturas de dureza.

Bowl 400 mL Inadecuado para la titulación

Al agitar con una varilla las soluciones se pone en contacto directo la misma con el aire, pudiendo generar oxidación del indicador y un punto de equivalencia diferente.

Gotero de plástico 3 mL Adecuado Los goteros pueden deformarse con facilidad de forma mecánica

o con calor.

Varilla de Vidrio Mal estado Por lo general se encuentran trozos pequeños de varillas de vidrio por su mal uso.

Cilindro Graduado de plástico 50 mL 100 mL

Adecuados para mediciones rápidas

Fácilmente deformable por fuerza mecánica o calor. No conserva su calibración con eficacia.

Toma muestra (Erlenmeyer de plástico

250 mL)

Sin registro de lavados y posibles contaminaciones

biológicas y químicas.

Los toma muestras deberían ser intransferibles con otros puntos de muestreo, de manera de obtener resultados con repetitividad

y reproducibilidad.

(C) Tratamiento de datos y resultados

C.1 En general las mediciones realizadas en el laboratorio de Planta de Agua son semicuantitativas y no precisas. Los operadores y analistas que determinan las diferentes propiedades y parámetros del agua para caldera sólo realizan una repetición. C.2 En otros casos la lectura que se va a realizar no está en la escala correcta y se convierte en un problema de proceso de análisis, ya que cualquier valor u estimación de alguno que el operador o analista determine lo conducirá a una medida inexacta.

(D) Medidas de seguridad

D.1 El analista y operador que realizan los análisis respectivos no utilizan vestimentas adecuadas que protejan los ojos y el cuerpo. (ver tabla Nº 18) D.2 Los equipos de seguridad y soluciones en caso de emergencia no están presentes en el laboratorio, expuestos constantemente a vapores y sustancias corrosivas que le pueden conllevar a contraer enfermedades peligrosas o

18

discapacidades a la larga. No existe la presencia de un botiquín de emergencias, ducha, lava ojos y extintores de fuego. Tabla N° 10 Observación de vestimentas y equipos de seguridad básico para el análisis de dureza de agua en un laboratorio

Clasificación Equipos Observaciones

OPERACIONAL D.1

- Campana de preparación de soluciones con extractor

- Ducha y lava ojos - Extintor de fuego - Sistema de extracción externo - Equipo de primeros auxilios y

soluciones, pomadas contra quemaduras

Existe presente una campana de extracción utilizada para el análisis de dureza y no para la preparación de soluciones, no hay ducha ni lava ojos, no hay extintor contra el fuego, no hay extracción externa de vapores y no hay equipo de primeros auxilios ni soluciones para el manejo de quemaduras.

PERSONAL D.2

- Bata de laboratorio - Lentes de seguridad - Guantes de latex - Delantal anticorrosivo - Máscara contra gases

El analista no usa bata de laboratorio, lentes de seguridad, guantes de latex, delantales o máscara contra gases.

(E) Bases teóricas

(E.1) Instructivos actuales Actualmente existe un instructivo en PMC correspondiente a la siguiente norma de MOLIPASA:

- IC-XXLA-GCNNN determinación de Dureza en muestra de Aguarev (actual 2010) - IC-XXLA-GC041-determinacion de Dureza en muestra de Agua (antiguo 2005)

E.2 Se asume que no existen interferencias en el método y el valor obtenido es 100% confiable para los operadores y analistas. E.3 No existen referencias comprobables de que el método sea fiable, sólo conocimientos implementados por la empresa COQUILASA, que referencia a una norma que no corresponde con lo descrito.

(F) Consumo de reactivos

Tabla N° 11 Frecuencia diaria y reactivos utilizados para el análisis de dureza de agua en LAB PDA

Análisis Cantidad de

análisis diarios

Reactivo Código

Consumo Relativo

Zafra (100 días)

Refino (215 días)

Parada y Extraordinario

(42 días)

Dureza Total 218

Solución buffer de dureza S-554 56,46 L 121,39 L No determinado

Polvo indicador de pureza S-363 2823 g 6069 g No determinado

Solución titulante de dureza S-557 41,75 L 89,80 L No determinado

19

Determinación de Dureza Total en aguas para caldera Introducción:

Cuando se evapora en su totalidad una muestra de agua originaria de pozos o provenientes de manantiales se observa cómo queda un residual de sólidos blancos en el recipiente que la contiene. Estos sólidos sedimentados en su mayoría correspondes a minerales de metales alcalino térreos que contiene el agua. Por lo general provienen de carbonatos de Calcio y Magnesio, el resultado del análisis químico de ambos es denominado dureza del agua. En el siguiente apartado se describe de manera general los procedimientos de análisis y reactivos utilizados en el proceso.

Aspectos Teóricos La dureza del agua está definida como la suma de la cantidad de carbonatos de calcio y magnesio en el agua. La dureza del agua se debe mayormente a los siguientes hechos:

1) El agua de lluvia que se filtra por el suelo entra en contacto con formaciones rocosas. 2) El dióxido de carbono liberado de la respiración microobiana se hidroliza formando ácido carbónico. 3) Bajo condiciones ácidas los minerales y principalmente la caliza se disuelven por consiguiente precipitan

los metales oxidados en forma de carbonatos y bicarbonatos. Objeto de análisis El agua potable de consumo humano debe tener condiciones de dureza moderadamente suaves. Sin embargo, las especificaciones industriales pautan límites máximos de dureza en diferentes usos del agua. En el caso de agua para caldera, la cantidad permisible de dureza tiene un valor de 0 ppm, y realmente es bastante sencillo explicar por qué los ingenieros desean alcanzar éste número.

El agua para caldera es calentada para producir vapor de agua y a medida que se produce el cambio de fase debe alimentarse agua al equipo para mantener el equilibrio líquido-vapor y el intercambio de calor. Sin duda alguna, cuando el agua contiene altos niveles de dureza en la fase líquida, estos sólidos precipitaran tendiendo a solidificarse en las paredes internas de los tubos.

Una manera en la que se resuelve éste problema es añadiendo agentes floculantes y quelantes que

atrapen los sedimentos y retirarse por una purga, no obstante, al tener un porcentaje de purga elevado el equipo pierde eficiencia en el intercambio de calor y los ciclos internos que recorre el agua en el interior de los tubos se reduce a menos de una docena. La forma de más conveniente de evitar estos sucesos es alimentando agua con mayor calidad, definiendo “calidad” como “agua para caldera con 0 ppm de dureza”, de ésta forma se realizan aún más ciclos del agua en el interior de los tubos y se disminuye la dosificación del intercambiador de calor. Experimentalmente siempre se obtiene un valor de dureza dentro de la caldera, ya que con la cantidad de ciclos del agua éstos sólidos se concentran y por consiguiente precipitaran. Las aguas con grado de dureza se clasifican de la siguiente forma:

Tabla N° 12 Clasificación del agua según su dureza Dureza (ppm) Tipo de agua

0 – 75 Suaves 76 – 150 Pocas duras

151 – 300 Duras > 301 Muy duras

20

Método de titulación con EDTA 1. Discusión General 1.1 Principio: El ácido etilendiamino tetraacético (EDTA) y sus sales sódicas forman complejos incoloros solubles (no ionizados o disociados), del tipo quelato, muy estables con metales divalentes como el calcio, magnesio y cobre:

M2+

+ [EDTA]-4

[M-EDTA]2-pH=10

(incoloro)

Sin embargo, puede utilizarse un indicador visual para determinar el punto final de la titulación. El calcio y magnesio pueden formar complejos coloreados con el negro de eriocromo T, teniendo una tonalidad rojiza, no obstante, el complejo de calcio con el indicador es inestable mientras con magnesio es más estable y puede observarse una diferencia significativa en el color.

Mg2+

+ [NET]2-

[Mg-NET]pH=10

(rojo vino)(azul)

Ca2+

+ [NET]2-

[Ca-NET]pH=10

(rojo vino)(azul)

Adicionalmente ambos cationes pueden formar complejos incoloros con el EDTA a un pH 10, tal como lo indica la ecuación 1.

Utilizando éstas propiedades de los complejos puede determinarse la cantidad de calcio presente en una

muestra de agua por una titulación complejo métrica. La titulación se produce en una etapa que implica dos reacciones, inicialmente el acomplejamiento de los iones calcio y posteriormente el magnesio que se encuentra en una cantidad ínfima para observar el viraje en la coloración.

+ [NET]2-

[Mg-NET]pH=10

(rojo vino) (azul)[EDTA]

4- [Mg-EDTA]2-

(incoloro)+

+ [NET]2-

[Ca-NET]pH=10

(rojo vino) (azul)[EDTA]

4- [Ca-EDTA]2-

(incoloro)+

(A) REACTIVOS A.1 Según el método se requiere de los reactivos en alta pureza para la preparación de soluciones, sin embargo, su existencia es parcialmente. (ver tabla Nº 9)

Tabla N° 13 Reactivos de grado analítico y sus propiedades para la determinación de dureza en las aguas para caldera

Nombre Fórmula empírica PM (g/mol) % P Existencia

disodio etilendiaminotetracético dihidratado (HIDRANAL)

Na2H2C10H12O8N2.2H2O 372.24 99 Para solución Titulante de

Dureza ~20 g

Cloruro de Calcio dihidratado CaCl2.2H2O 147.02 99 Patrón de estandarización ~400 g

Carbonato de Calcio Anhidro CaCO3 100.0 99 Patrón de estandarización

Ec. 1

Ec. 2

Ec. 3

Ec. 4

Ec. 5

21

~0 g 1-(1-hidroxi-naftilazo)-5-nitro-

2-naftol-4-ácido sulfónico (Negro de Eriocromo T)

C20H12N3O2SNa 461.38 100 Para preparación de indicador ~300 g

Cloruro de sodio NaCl 58.44 99.9 Para preparación de indicador 900 g

Cloruro de Amonio NH4Cl 53.49 99.8 Para buffer ~500 g

Hidróxido de Amonio NH4OH 35,0 25 Para buffer ~30 mL

Ácido Clorhídrico HCl 36.45 37,0 Para buffer

~2,5 L Se propone para preparación de buffer sin olor

2-etanolamina C2H4OHNH2 61.0 -- Para buffer

No existente. Se propone para preparación de buffer sin olor

Sulfato de Magnesio MgSO4 120.4 99 Para buffer Cloruro de Magnesio anhidro

o dihidratado MgCl2

MgCl2.2H2O 95.2

131.2 99 Para buffer.

A.2 A causa de que el operador no conoce la toxicidad de los reactivos se adjuntan tablas que contienen información útil en caso de un accidente laboral.

TABLA N° 14 DISODIO ETILENDIAMINOTETRACÉTICO DIHIDRATADO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO

Combustible. En caso de incendio se desprenden

humos(o gases) tóxicos e irritantes.

Evitar las llamas. Polvo, agua

pulverizada, espuma, dióxido de carbono.

EXPLOSIÓN Las partículas finamente

dispersas forman mezclas explosivas en el aire.

Evitar el depósito del polvo sistema cerrado equipo eléctrico y de

alumbrado a prueba de explosión del polvo.

EXPOSICIÓN ¡EVITAR LA DISPERSIÓN DEL POLVO!

INHALACIÓN Tos. Dolor de garganta. Extracción localizada o protección espiratoria Aire limpio, reposo

PIEL Enrojecimiento. Guantes de protección. Aclarar la piel con agua abundante o

ducharse

OJOS Enrojecimiento. Dolor Gafas ajustadas de seguridad

Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad), después proporcionar

asistencia médica

22

INGESTIÓN Sensación de quemazón en

la garganta y el pecho. Dolor abdominal. Diarrea.

No comer, ni beber, ni fumar

durante el trabajo

Enjuagar la boca. Proporcionar

asistencia médica DERRAMES Y FUGAS

Protección personal adicional: respirador de filtro P2 para partículas nocivas. Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente; si fuera necesario, humedecer el polvo para evitar su dispersión. Eliminar el

residuo con agua abundante.

ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO

Clasificación GHS Atención Nocivo en caso de ingestión. Provoca una leve irritación dérmica. Provoca irritación ocular grave separado de oxidantes fuertes y bases

fuertes

Polvo cristalino incoloro.

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN La sustancia se descompone al calentarla

intensamente, produciendo humos tóxicos, incluyendo óxidos de nitrógeno.

Reacciona con bases fuertes y oxidantes fuertes. Es posible la explosión del polvo si se encuentra

mezclado con el aire en forma pulverulenta o granular.

La sustancia se puede absorber por inhalación del aerosol y por ingestión.

Puede alcanzarse rápidamente una concentración nociva de partículas suspendidas en el aire.

TABLA N° 15 CLORURO DE CALCIO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO

No combustible. En caso de incendio se desprenden

humos (o gases) tóxicos e irritantes.

En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores.

EXPLOSIÓN

EXPOSICIÓN ¡EVITAR LA DISPERSIÓN DEL POLVO!

INHALACIÓN Tos. Dolor de garganta. Extracción localizada o protección espiratoria Aire limpio, reposo

PIEL Enrojecimiento. Guantes de protección.

Quitar las ropas contaminadas,

Aclarar y lavar la piel con agua y jabón.

OJOS Gafas ajustadas de seguridad

Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad), después proporcionar

asistencia médica

INGESTIÓN Sensación de quemazón, náuseas, vómitos.

No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo

Enjuagar la boca, dar a beber agua

abundante, reposo. DERRAMES Y FUGAS

23

Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente; si fuera necesario, humedecer el polvo para evitar su dispersión. Eliminar el residuo con agua abundante. (Protección personal adicional: respirador de

filtro P2 contra partículas nocivas) ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO

Hermético. símbolo Xi R: 36 S: (2-)22-24 CE: Separado de cinc. Mantener en lugar seco, bien cerrado y bien ventilado

Cristales higroscópicos, incoloros e inodoros.

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN La sustancia se descompone al calentarla

intensamente a altas temperaturas y al arder, produciendo humos tóxicos y corrosivos. La disolución en agua es una base débil. Ataca al cinc en presencia

de agua, produciendo gas inflamable de hidrógeno. Se disuelve violentamente en el agua con liberación de

gran cantidad de calor.

La sustancia se puede absorber por inhalación del aerosol. La evaporación a 20°C es despreciable; sin

embargo, se puede alcanzar rápidamente una concentración nociva de partículas en el aire cuando

se dispersa.

TABLA N° 16 CARBONATO DE CALCIO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO No combustible.

En caso de incendio en el entorno:

están permitidos todos los agentes

extintores. EXPLOSIÓN

EXPOSICIÓN ¡EVITAR LA DISPERSIÓN DEL POLVO!

INHALACIÓN Tos.

Ventilación (no si es polvo), extracción

localizada o protección respiratoria.

Aire limpio, reposo

PIEL Enrojecimiento. Guantes de protección. Aclarar la piel con agua abundante o

ducharse

OJOS Enrojecimiento. Dolor Gafas ajustadas de seguridad

Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad), después proporcionar

asistencia médica

INGESTIÓN Sensación de quemazón, náuseas, vómitos. Enjuagar la boca.

DERRAMES Y FUGAS Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente, eliminar el residuo con agua abundante.

(Protección personal adicional: respirador de filtro P1 contra partículas inertes). ENVASADO Y ETIQUETADO / ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO

Separado de ácidos. Sólido blanco en diversas

24

formas, inodoro.

PELIGROS QUÍMICOS/ PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/ RIESGOS DE INHALACIÓN

La sustancia se descompone al calentarla intensamente a altas temperaturas, produciendo

dióxido de carbono. Reacciona con ácidos formando dióxido de carbono.

La sustancia se puede absorber por inhalación, por ingestión y en contacto con los ojos. La evaporación a 20°C es despreciable sin embargo, se puede alcanzar

rápidamente una concentración molesta de partículas en el aire.

TABLA N° 17 CLORURO DE SODIO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO No inflamable

En caso de incendio en el entorno:

están permitidos todos los agentes

extintores. EXPLOSIÓN EXPOSICIÓN

INHALACIÓN Irritación de la nariz y la garganta. Aire limpio, reposo

PIEL Irritación y sequedad. Aclarar la piel con agua abundante o

ducharse

OJOS Enrojecimiento Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos.

INGESTIÓN Deshidratación en alta concentraciones. Alta

presión sanguínea. No ingerir

Lavar la boca. Consumir abundante

agua potable. DERRAMES Y FUGAS

Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente, eliminar el residuo con agua abundante. (Protección personal adicional: respirador de filtro P1 contra partículas inertes).

ENVASADO Y ETIQUETADO/ ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO Lugares ventilados, frescos y secos. Lejos de fuentes de calor. Separado de materiales incompatibles. Rotular los recipientes adecuadamente. Evitar el deterioro de los contenedores. Utilizar tambores de acero y manténgalos

bien cerrados.

Sólido blanco cristalino, higroscópico.

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN

Puede reaccionar violentamente con trifluoruro de bromo y litio.

La sustancia se puede absorber por inhalación, por ingestión y en contacto con los ojos. La evaporación a 20°C es despreciable sin embargo, se puede alcanzar rápidamente una concentración

molesta de partículas en el aire.

TABLA N° 18 NEGRO DE ERIOCROMO T

Tipos de peligros Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN PRIMEROS AUXILIOS/

LUCHA CONTRA

25

INCENDIOS

INCENDIO No inflamable

En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores.

EXPLOSIÓN EXPOSICIÓN

INHALACIÓN Irritación de la nariz y la garganta. Aire limpio, reposo

PIEL Irritación y sequedad. Aclarar la piel con agua abundante o

ducharse

OJOS Enrojecimiento Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos.

INGESTIÓN Sensación de quemazón, náuseas, vómitos. No ingerir

Lavar la boca. Consumir abundante

agua potable. DERRAMES Y FUGAS

Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente, eliminar el residuo con agua abundante. (Protección personal adicional: respirador de filtro P1 contra partículas inertes). ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN

Rotular los recipientes adecuadamente. Evitar el deterioro de los contenedores. Utilizar tambores de

acero y manténgalos bien cerrados.

La sustancia se puede absorber por inhalación del polvo. La evaporación a 20°C es despreciable

TABLA N° 19 CLORURO DE AMONIO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO

No combustible. En caso de incendio se

desprenden humos (o gases) tóxicos e

irritantes.

En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores.

EXPLOSIÓN ¡EVITAR LA DISPERSION DEL POLVO!

EXPOSICIÓN

INHALACIÓN Tos Ventilación (no si es polvo),

extracción localizada o protección respiratoria.

Aire limpio, reposo y proporcionar

asistencia médica.

PIEL Enrojecimiento Guantes protectores.

Quitar las ropas contaminadas, aclarar

la piel con agua abundante o

ducharse.

26

OJOS Enrojecimiento Gafas de protección de seguridad.

Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad) y proporcionar

asistencia médica.

INGESTIÓN Náuseas, dolor de garganta, vómitos.

No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo. Lavarse las manos antes de comer.

Enjuagar la boca, dar a beber agua

abundante, guardar reposo y proporcionar

asistencia médica. DERRAMES Y FUGAS

Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente, eliminar el residuo con agua abundante. (Protección personal adicional: respirador de filtro P2 contra partículas nocivas).

ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO

símbolo Xn R: 22-36 S: (2-)22 CE: Separado de nitrato amónico, clorato potásico, ácidos, álcalis, sales de plata. Mantener en lugar seco.

Sólido entre incoloro y blanco, inodoro, higroscópico en diversas

formas. PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN La sustancia se descompone al calentarla

intensamente o al arder, produciendo humos tóxicos e irritantes de óxidos de nitrógeno, amoníaco y

cloruro de hidrógeno. La disolución en agua es un ácido débil. Reacciona violentamente con nitrato amónico y clorato potásico, originando peligro de

incendio y explosión. Reacciona con concentrados de ácidos para formar cloruro de hidrógeno y bases

fuertes para formar amoníaco. Reacciona con sales de plata para formar

compuestos sensibles al choque. Ataca al cobre y compuestos.

La sustancia se puede absorber por inhalación del polvo. La evaporación a 20°C es despreciable; sin

embargo, se puede alcanzar rápidamente una concentración molesta de partículas en el aire. o

humo y por ingestión.

TABLA N° 20 HIDRÓXIDO DE AMONIO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO No combustible.

En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores.

EXPLOSIÓN

EXPOSICIÓN ¡HIGIENE ESTRICTA! ¡CONSULTAR AL

MEDICO EN TODOS LOS CASOS!

INHALACIÓN Sensación de quemazón,

tos, dificultad respiratoria, jadeo, dolor de garganta.

Ventilación, extracción localizada o protección respiratoria. Mantener

Aire limpio, reposo, respiración artificial si estuviera indicada y

27

los recipientes bien cerrados.

proporcionar asistencia médica.

PIEL Corrosivo, enrojecimiento,

quemaduras cutáneas graves, dolor, ampollas.

Guantes protectores y traje de protección.

Quitar las ropas contaminadas, aclarar

la piel con agua abundante o ducharse

y proporcionar asistencia médica.

OJOS

Corrosivo, enrojecimiento, dolor, visión borrosa,

quemaduras profundas graves.

Pantalla facial o protección ocular combinada con la

protección respiratoria.

Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad) y proporcionar

asistencia médica.

INGESTIÓN

corrosivo, calambres abdominales, dolor abdominal, dolor de garganta, vómitos

No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo.

Enjuagar la boca, NO provocar el vómito,

dar a beber agua abundante y proporcionar

asistencia médica. DERRAMES Y FUGAS

Evacuar la zona de peligro. Consultar a un experto en caso de un derrame grande. Ventilar. Neutralizar con precaución el líquido derramado con un ácido diluido, tal como ácido sulfúrico diluido, eliminar el residuo con

agua abundante. NO permitir que este producto químico se incorpore al ambiente. (Protección personal adicional: traje de protección completo incluyendo equipo autónomo de respiración).

ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO Envase irrompible; colocar el envase frágil dentro de un recipiente irrompible

cerrado. Símbolo C símbolo N R: 34-50 S: (1/2-)26-36/37/39-45-61Nota B Clasificación de Peligros NU: 8 Grupo de Envasado NU: III Separado de

alimentos y piensos (véanse Peligros químicos). Mantener en lugar fresco, bien cerrado y bien ventilado

Disolución incolora de amoníaco en agua muy volátil,

de olor acre.

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN Reacciona con muchos metales y sus sales dando lugar a la formación de compuestos explosivos. Ataca a muchos metales formando gas inflamable de hidrógeno. La disolución en agua es una base fuerte y reacciona violentamente con ácidos.

La sustancia se puede absorber por inhalación del vapor o aerosol y por ingestión. Por evaporación de esta sustancia a 20°C se puede alcanzar muy

rápidamente una concentración nociva en el aire.

TABLA N° 21 ACIDO CLORHÍDRICO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO No combustible.

En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores.

EXPLOSIÓN En caso de incendio:

28

mantener fría la botella rociando con

agua.

EXPOSICIÓN ¡EVITAR TODO CONTACTO!

¡CONSULTAR AL MEDICO EN TODOS

LOS CASOS!

INHALACIÓN

Corrosivo. Sensación de quemazón. Tos. Dificultad respiratoria. Jadeo. Dolor de garganta. Síntomas no

inmediatos

Ventilación, extracción localizada o protección

respiratoria.

Aire limpio, reposo. Posición de

semiincorporado. Respiración artificial si

estuviera indicada. Proporcionar

asistencia médica.

PIEL

EN CONTACTO CON LÍQUIDO: CONGELACIÓN. Corrosivo. Quemaduras cutáneas graves. Dolor.

Guantes aislantes del frío. Traje de protección.

Aclarar con solución de bicarbonato de

sodio al 5 %, después quitar la ropa

contaminada y aclarar de nuevo. Aclara con agua. Proporcionar asistencia médica.

OJOS Corrosivo. Dolor. Visión borrosa. Quemaduras

profundas graves.

Gafas ajustadas de seguridad o protección

ocular combinada con la protección respiratoria.

Enjuagar con solución de bicarbonato al 5%

durante varios minutos (quitar las

lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad). Aclarar con agua después, proporcionar

asistencia médica.

INGESTIÓN Dolor abdominal.

Sensación de quemazón. Shock o colapso.

No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo.

Enjuagar la boca. Dar a beber uno o dos vasos de agua. NO

provocar el vómito. Proporcionar

asistencia médica. DERRAMES Y FUGAS

Evacuar la zona de peligro. Consultar a un experto. Ventilar. Eliminar el gas con agua pulverizada. (Protección personal adicional: traje de protección completa incluyendo equipo autónomo de respiración).

ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO Clasificación UE Símbolo: T, C R: 23-35 S: (1/2-)9-26-36/37/39-45

Clasificación UN Clasificación de Peligros NU: 2.3 Riesgos Subsidiarios de las NU: 8 Separado de sustancias combustibles y reductoras, oxidantes fuertes,

bases fuertes, metales. Mantener en lugar fresco, seco y bien ventilado.

Gas licuado comprimido incoloro, de olor acre.

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/ RIESGOS DE INHALACIÓN El gas es más denso que el aire. La disolución en agua es un ácido fuerte, reacciona violentamente con bases y es corrosiva. Reacciona violentamente con oxidantes formando gas tóxico de cloro (ver ICSC 0126). Ataca a muchos metales en presencia de

La sustancia se puede absorber por inhalación. Al producirse una pérdida de gas se alcanza muy

rápidamente una concentración nociva de éste en el aire. La sustancia puede afectar al pulmón, dando lugar a bronquitis crónica. La sustancia

29

agua formando gas inflamable/explosivo de hidrógeno. puede causar erosiones dentales

TABLA N° 22 2-ETANOLAMINA

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO

Combustible. En caso de incendio se desprenden

humos (o gases) tóxicos e irritantes.

Evitar las llamas.

Polvo, espuma resistente al alcohol,

agua pulverizada, dióxido de carbono,

EXPLOSIÓN Por encima de 85°C pueden

formarse mezclas explosivas vapor/aire.

Por encima de 85°C, sistema cerrado,

ventilación.

EXPOSICIÓN ¡HIGIENE ESTRICTA! ¡EVITAR LA FORMACIÓN DE NIEBLA DEL PRODUCTO!

INHALACIÓN Tos. Dolor de cabeza. Jadeo. Dolor de garganta.

Ventilación, extracción localizada o protección

respiratoria.

Aire limpio, reposo. Proporcionar

asistencia médica.

PIEL Enrojecimiento. Dolor. Quemaduras cutáneas.

Guantes de protección. Traje de protección.

Quitar las ropas contaminadas. Aclarar

la piel con agua abundante o

ducharse. Proporcionar

asistencia médica.

OJOS Enrojecimiento. Dolor. Quemaduras profundas

graves.

Pantalla facial o protección ocular combinada con la

protección respiratoria.

Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad), después proporcionar

asistencia médica.

INGESTIÓN Dolor abdominal.

Sensación de quemazón. Shock o colapso.

No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo.

Enjuagar la boca. Dar a beber uno o dos vasos de agua. NO

provocar el vómito. Proporcionar

asistencia médica. DERRAMES Y FUGAS

Recoger el líquido procedente de la fuga en recipientes precintables. Neutralizar con precaución el líquido derramado Eliminarlo a continuación con agua abundante. Protección personal: Filtro respiratorio para vapores orgánicos y gases.

ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO No transportar con alimentos y piensos. Clasificación UE Símbolo: C R: 20/21/22-34; S: (1/2-)26-36/37/39-45 Clasificación UN Clasificación de Peligros NU: 8 Grupo de Envasado NU: III Separado de oxidantes fuertes, ácidos fuertes, aluminio, alimentos y piensos. Mantener en lugar seco. Ventilación a ras del suelo.

Líquido higroscópico, incoloro y viscoso, de olor

característico.

30

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN La sustancia se descompone al calentarla intensamente y

al arder, produciendo gases tóxicos y corrosivos, incluyendo óxidos de nitrógeno. La sustancia es

moderadamente básica. Reacciona nitrato de celulosa, originando peligro de incendio y explosión. Reacciona violentamente con ácidos fuertes y oxidantes fuertes.

Ataca al cobre, al aluminio y sus aleaciones y al caucho.

La sustancia se puede absorber por inhalación, por ingestión y a través de la piel. Por evaporación

de esta sustancia a 20°C se puede alcanzar bastante lentamente una concentración nociva en el aire sin embargo, por pulverización o dispersión

mucho más rápidamente.

TABLA N° 23 SULFATO DE MAGNESIO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO

No combustible. En caso de incendio se desprenden

humos (o gases) tóxicos e irritantes.

Polvo, espuma resistente al alcohol,

agua pulverizada, dióxido de carbono,

EXPLOSIÓN EXPOSICIÓN

INHALACIÓN Tos. Evitar la inhalación de polvo. Aire limpio y reposo.

PIEL Aclarar la piel con agua abundante o

ducharse.

OJOS Enrojecimiento.

Gafas de protección de seguridad

Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad).

INGESTIÓN Dolor abdominal. Diarrea. Vómitos.

No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo.

Enjuagar la boca. Dar a beber uno o dos

vasos de agua. DERRAMES Y FUGAS

Protección personal: filtro para partículas adaptado a la concentración de la sustancia en aire. Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente; si fuera necesario, humedecer el polvo para evitar su

dispersión. Trasladarlo a continuación a un lugar seguro. Eliminar el residuo con agua abundante. ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO

Mantener en lugar seco. Cristales o polvo blanco, inodoro e higroscópico.

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN

La sustancia se descompone al calentarla intensamente, produciendo humos tóxicos y corrosivos, incluyendo

óxidos de azufre.

La sustancia se puede absorber por inhalación del aerosol y por ingestión. Puede alcanzarse rápidamente una concentración nociva de

partículas suspendidas en el aire, especialmente en forma de polvo.

31

TABLA N° 24 CLORURO DE MAGNESIO ANHIDRO / DIHIDRATADO

Tipos de peligros

Exposición

PELIGROS AGUDOS / SINTOMAS PREVENCIÓN

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA

INCENDIOS

INCENDIO

No combustible. En caso de incendio se desprenden

humos (o gases) tóxicos e irritantes.

En caso de incendio en el entorno:

están permitidos todos los agentes

extintores. EXPLOSIÓN EXPOSICIÓN INHALACIÓN Tos. Extracción localizada. Aire limpio, reposo.

PIEL Aclarar la piel con agua abundante o

ducharse.

OJOS Enrojecimiento.

Gafas de protección de seguridad

Enjuagar con agua abundante durante

varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con

facilidad).

INGESTIÓN No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo. Enjuagar la boca.

DERRAMES Y FUGAS Protección personal adicional: respirador de filtro P1 para partículas inertes. Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente; si fuera necesario, humedecer el polvo para evitar su dispersión.

ENVASADO Y ETIQUETADO/ALMACENAMIENTO ESTADO FÍSICO; ASPECTO Clasificación GHS Atención Puede ser nocivo en caso de ingestión. Mantener en lugar seco.

Sólido blanco, delicuescente, en diversas formas.

PELIGROS QUÍMICOS/PELIGROS FÍSCOS VÍAS DE EXPOSICIÓN/RIESGOS DE INHALACIÓN

La sustancia se descompone cuando se calienta lentamente hasta 300°C, produciendo humos tóxicos y

corrosivos incluyendo cloro. Se disuelve en agua liberando una cantidad considerable de calor.

Puede alcanzarse rápidamente una concentración molesta de partículas suspendidas en el aire cuando se dispersa, especialmente si está en

forma de polvo. La sustancia irrita levemente los ojos y el tracto respiratorio.

A.3 Preparación de reactivos La preparación de reactivos para análisis de dureza en el laboratorio no es muy común, se presentan en el siguiente apartado el método adecuado de preparación de cada uno de los reactivos utilizados de acuerdo a la disponibilidad de los reactivos puros recomendados. Solución Buffer:

a. Disolver 16.9 g de cloruro de amonio (NH4Cl) en 143 mL de Hidróxido de Amonio concentrado (NH4OH), posteriormente añada 1.25 g de entilendiamintetracetato de dimagnesio () y diluya a 250 mL.

b. En ausencia de la sal etilendiamintetracetato de dimagnesio, disuelva 1.179 g de entilendimintetracetato de disodio dihidratado ( - Grado analítico) y 0,78 g MgSO4.7H2O ó 0.644g MgCl2.6H2O en 50 mL de agua. Posteriormente en agitación añada 16.9 g de cloruro de amonio (NH4Cl) y 143 mL de hidróxido de amonio (NH4OH) y luego complete hasta 250 mL con agua destilada. Guardar las soluciones (a ó b) in envases

32

plásticos o en un contenedor de vidrio resistente, tapado bien apretado para prevenir la pérdida de amoníaco ó la contaminación con CO2. Un envase constantemente abierto no debe utilizarse por más de un mes. La solución buffer puede ser dispensada por una pipeta con bulbo. Descarte cualquier buffer que al añadir 1 ó 2 mL a la muestra falle en la adquisición de pH = 10 ± 0.1 hasta el punto final de la valoración.

c. Una alternativa satisfactoria son los “buffers sin olor”. Suelen contener la sal de magnesio EDTA y tienen la ventaja de tener relativamente “menos olor”, también son mucho más estables que el buffer NH4Cl - NH4OH. Uno de los buffer de este tipo puede ser preparado mezclando 55 mL de ácido clorhídrico concentrado (HCL) en 400 mL de agua destilada, posteriormente con agitación y lentitud 310 mL de 2-etanolamina. Un último paso es añadir 5 g de la sal de magnesio EDTA y se añade agua destilada hasta 1 L.

Inhibidores

a. Inhibidor I: Añada 0.25 g de cianuro de sodio en forma de polvo a la solución a valorar. Cuando es usado éste inhibidor es necesario añadir suficiente buffer con la finalidad de disminuir el pH resultante de la hidrólisis del cianuro de sodio. (Precaución el cianuro de sodio es extremadamente venenoso y deben tomarse más que observaciones preventivas en su uso). La muestra que contenga éste inhibidor debe descargase bajo un lavadero con altas cantidades de agua no ácidas porque produce el ácido cianhídrico.

b. Inhibidor II: Disolver 5 g Na2S.9H2O o 3.7 g de Na2S.7H2O en 100 mL de agua destilada. Debe tapar el

envase con un tapón de goma bien apretado ya que se oxida por el contacto con el aire. El inhibidor dará un precipitado de sulfuro el cual tiende a obscurecer el punto final de la solución de metales pesados presentes. Utilice 1 mL del inhibidor II para la sección.

c. Inhibidor III: Disuelva 4.5 g de hidroclorhidrato de hidroxilamina en 100 mL de 95 por ciento de alcohol etílico o isopropílico. El inhibidor puede ser añadido al colorante, ambas soluciones usadas pueden ser usados como indicador del punto final.

Indicador

El colorante Negro de Eriocromo T es la sal 1-(1-hidroxi-naftilazo)-5-nitro-2-naftol-4-ácido sulfónico, No. 203 en la escala del índice de colores. Existen grados comerciales. La principal dificultad con las soluciones indicadoras es su inestabilidad a través de anging, giving rise to puntos finales indistintos en la valoración con EDTA. Por ejemplo, soluciones alcalinas del indicador son sensibles a oxidantes, y soluciones acuosas o con matriz alcoholicas son estables por sólo una semana. Mezclas secas del indicador y cloruro de sodio son estables y disponibles comercialmente con sales inertes.

Las siguientes formulaciones son extensamente utilizadas y generalmente satisfactorias:

a. Mezclar 0.5 g del colorante con 4.5 g de hidroxilamine hidrochloride. Disolver ésta mezcla en 100 mL de alcohol isopropílico o etílico al 95%.

b. Mezclar de 0.5 a 1.0 g del colorante en 100 g de una solvente apropiado como lo es 2,2´,2´´-nitriloethanol (también llamado trietanolamina) o 2-metoxietanol (también llamado etilen glicol monometil éster).

c. Mezclar 0.5 g de colorante con 100 g de cloruro de sodio (NaCl) para preparar una polvo mezclado seco. Todas las formulaciones tienden a deteriorarse, especialmente con la exposición al aire. Si el cambio de color en el punto final no es claro y agudo, es necesario la presencia de un inhibidor adecuado. Si el cianuro de sodio no mejora el punto final, el indicador probablemente está descompuesto.

Solución estandarizada de EDTA 0.01 M (0.02N, 2L):

a. Reactivo grado analítico disodio etilendiaminotetracético dihidratado, Na2H2C10H12O8N2.2H2O. Pese 8.0000 g del polvo seco, disuelva en agua destilada hasta 2000 mL. Determine la concentración valorando con solución estándar de calcio.

33

b. Reactivo grado técnico de la sal de disodio de EDTA dihidratada, también puede ser utilizada como valorante para y es filtrado. Disuelva 8.0 g del material el reactivo mencionado en 2000 mL de agua destilada. Estandarizar contra una solución de cloruro de calcio. Ajuste el valorante de tal manera que 1 mL del mismo sea igual a 1 mg CaCO3. Como el valorante reacciona con los cationes de los contenedores suaves de vidrio, almacene preferiblemente en envases de polietileno y secundariamente en envases de vidrio pyrex. Compense periódicamente mediante una valoración y obtenga un factor de corrección usable.

Solución estándar de calcio 1000 ppm

Pesar 1.0 g de carbonato de calcio anhidro (estándar primario con o reactivo especial con bajas cantidades de metales pesados, alcalinidad y magnesio) en una fiola, coloque un Funnel el cuello de la misma y añada 1 + 1 ml HCl hasta se disuelva por completo el CaCO3. Añada 200 mL de agua destilada y caliente por 2 minutos de manera de expulsar todo el CO2. Enfriar y añadir 2 gotas de naranja de metilo y ajuste un color intermedio naranja añadiendo 3 N de NH4OH ó 1 + 1 HCl, como se requiera. Transfiera cuantitativamente a un balón volumétrico de 1 L y afore hasta el menisco. Ésta solución tiene una concentración de 1000 ppm (1mg / 1mL).

Pesar 1.5 g de Cloruro de Calcio dihidratado (estándar primario con o reactivo especial con bajas

cantidades de metales pesados, alcalinidad y magnesio) en una fiola, transfiera cuantitativamente con agua destilada a un balón volumétrico de 1 L, agite y afore hasta el menisco. Ésta solución tiene una concentración de 1000 ppm (1mg / 1mL).

A.4 El reactivo de titulación de dureza se estandariza mediante el patrón de calcio de 1000 ppm y se explica mejor en el apartado (C) Tratamiento de datos y resultados, en los cuales se estima con mayor precisión la concentración de la solución. (B) Instrumentos Propuestos Tabla N° 25 Diagnóstico de instrumentos de laboratorio y observaciones para implementar mejoras en el análisis de dureza de agua (B. 1 B.2 y B.3)

Instrumento Actual Instrumento a implementar Ventajas

Frasco transparente (1,5 L) Frasco ámbar Prolonga la vida útil del reactivo de titulante de dureza.

Bowl 400 mL Fiolas Erlenmeyer El uso de una Erlenmeyer permite mejor la homogeneización de la reacción en el proceso de valoración.

Gotero plástico 3 mL Gotero de vidrio Un gotero de vidrio prolonga la vida útil más fácil su

limpieza y sólo una lectura.

Varilla de Vidrio Con policía de goma

El policía de goma avisa por donde es adecuado tomar la varilla, permitiendo así la seguridad del operador y la fiabilidad del método por contaminación indirecta

Cilindro Graduado de plástico 50 mL y 100 mL

Cilindros de vidrio con base de plástico

Los cilindros de vidrio de borosilicato son resistentes al calor y se deforman con menos rapidez que un cilindro de plástico. Además que al ser transparente permite al operador observar propiedades cualitativas que sean de utilidad al hora de tomar decisiones.

Toma muestra (Erlenmeyer de plástico 250

mL)

2 Toma muestras por punto de muestreo

Los toma muestras de plásticos son económicos y no requieren de calibración previa, ayudan a conservar la tendencia en los resultados del ensayo de dureza.

34

(C) Tratamiento de datos y resultados C.1 Se definen los siguientes conceptos para el tratamiento de los datos y obtención de resultados fiables, que permite hacer el seguimiento de los diversos parámetros que se manejan en el análisis de agua. La media aritmética: Es un conjunto finito de números, corresponde con el valor característico de una serie de datos cuantitativos, objeto de estudio que parte del principio de la esperanza matemática o valor esperado, se obtiene a partir de la suma de todos sus valores dividida entre el número de sumandos. Cuando el conjunto es una muestra aleatoria recibe el nombre de media muestral siendo uno de los principales estadísticos muestrales. La ecuación es la siguiente:

naaaa

nx n

n

ii

...1~ 21

1

Desviación estándar experimental: Para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados, dado por la fórmula:

1

)~(1

2

n

xxs

n

ii

En donde xi es el resultado de la i-ésima medición y x es la media aritmética de los n resultados considerados. Exactitud: La exactitud de una medición se relaciona directamente con la media experimental que debe ser lo más cercana al valor real de la medición. Precisión: Es el grado de concordancia entre resultados analíticos individuales cuando el procedimiento analítico se aplica repetidamente a diferentes alícuotas o porciones de una muestra homogénea. Usualmente se expresa en términos del intervalo de confianza o incertidumbre:

nstxx a 2/

~

donde: x : Es el valor promedio entre mediciones independientes de un experimento; t α/2: Es el valor de la t de Student para un nivel de significancia del 95 %; s: es la desviación estándar de la muestra; n: es el número de réplicas, y x: es el resultado que incluye el intervalo de confianza. T: es una distribución de probabilidad que surge del problema de estimar la media de una población normalmente distribuida cuando el tamaño de la muestra es pequeño. Distribución T student: es una distribución de probabilidad que surge del problema de estimar la media de una población normalmente distribuida cuando el tamaño de la muestra es pequeño. Aparece de manera natural al realizar la prueba t de Student para la determinación de las diferencias entre dos medias muestrales y para la construcción del intervalo de confianza para la diferencia entre las medias de dos poblaciones cuando se desconoce la desviación típica de una población y ésta debe ser estimada a partir de los datos de una muestra.

Ec. 6

Ec. 7

Ec. 8

35

Tabla N° 26 Valores Crìticos de la distribución T student para dos colas n / tα/2 0,20 0,10 0,05 0,02 0,01 0,001 0,0001

1 3,078 6,314 12,706 31,821 63,657 636,619 6366,198 2 1,886 2,920 4,303 6,695 9,925 31,598 99,992 3 1,638 2,353 3,182 4,541 5,841 12,924 28,000 4 1,533 2,132 2,776 3,747 4,604 8,610 15,544 5 1,476 2,015 2,571 3,365 4,032 6,869 11,178 6 1,440 1,943 2,447 3,143 3,707 5,959 9,082 7 1,415 1,895 2,365 2,998 3,499 5,408 7,885 8 1,397 1,860 2,306 2,896 3,355 5,041 7,120 9 1,383 1,833 2,262 2,821 3,250 4,781 6,594

10 1,372 1,812 2,228 2,764 3,169 4,587 6,211 20 1,325 1,725 2,086 2,528 2,845 3,850 4,837 30 1,310 1,697 2,042 2,457 2,750 3,646 4,482 40 1,303 1,684 2,021 2,423 2,704 3,551 4,321 ∞ 1,282 1,645 1,960 2,326 2,576 3,291 3,891

C..2 Tabla de posteo fácil de dureza (POSFAD) Para la generación de la POSFAD se clasificó de la siguiente forma los tipos de muestras de agua y los puntos de muestreo donde se extrae cada muestra.(ver tabla Nº 13) Tabla N° 27 Clasificación de los ensayos según las características promedios del agua, el tamaño de la alícuota a tomar y los puntos de muestreo donde se extraen las mismas.

Ensayo Tipo de agua Tamaño de la alícuota

(mL)

Dureza aproximada (ppm) Puntos de muestreo (CEPSA*)

1 Tratada 100 0 – 10 SU1 – SU4, SU(1-4), TR1, TR2 2 Condensado 100 0 – 4 TON, TRC 3 Suavizada 100 50 – 100 R1 – R2, FP1 – FP4 4 Calderas + Vapor 100 0 – 4 C1 – C6 5 Cruda + Suavizada 25 10 – 200 TOJ, TOP, ENF 6 Cruda 25 400 – 600 TS

Se estandariza la solución titulante de dureza con un patrón de calcio previamente preparado. De acuerdo a la sección A.3 Preparación de Calcio 1000 ppm

a) Concentración del patrón:

1. Introducir el valor de la masa dentro de la ecuación 1, siendo por lo general según el documento “Preparación de soluciones para análisis de dureza de agua para caldera” Vd = 0,25 L PM(g/mol) = 127.04 en caso de CaCl2.2H2O ó PM(g/mol)= 100,00 si es CaCO3.

Registrar el valor real de la concentración en ppm de Carbonato de Calcio obtenida.

Tabla N° 28 Datos registrados durante la preparación del patrón

Patrón Masa

Patrón Ca (g)

PM Patrón (g/mol) %Pureza

Volumen Dilución

(mL) [Ca]real (mol/L)

ppm CaCO3

CaCl2.2H2O 0,37127 147,02 99 250 0,0100002 1000,0

36

Ecuaciones:

V(L)PM(g/mol)

%PurezaOH.gCaCl(mol/L)CaCl

111002222

Ó

1g1000mg

31molCaCO3100gCaCO

1molCa31molCaCO

O2.2H21molCaCl1molCa

V(L)1

PM(g/mol)1

100%Pureza

O2

.2H2

gCaCl3

ppmCaCO

b) Concentración estándar de EDTA:

1. Introducir cada valor de volumen individual registrado en la instrucción de trabajo “Preparación de muestras y análisis de dureza de aguas para calderas” en la ecuación 2. Promediar los 3 valores obtenidos de concentración de EDTA y estimar la desviación estándar utilizando un

programa estadístico. Tabla N° 29 Concentraciones y datos registrados del EDTA teórica y real

Gramos EDTA

Volumen dilución

(mL) PM EDTA

(g/mol) %Pureza [EDTA]teorica (mol/L)

[EDTA]real (mol/L)

8 2000 372,4 99 0,0106 0,1000

Tabla N° 30 Volúmenes registrados durante la estandarización

Volumen (mL)

Vgastado EDTA (mL)

[EDTA]real (mol/L) Promedio Desvest

5 5,0 0,0100 0,0100 0,0000 5 5,0 0,0100

5 5,0 0,0100 Ecuaciones:

)(

)()/()/( 2

mLVmLVLmolCaClLmolEDTA

g

ae

ó

)()(

11

1001

10001

1/1

)/(33

3

3

33 mLV

mLVmolCa

molEDTAgCaCOmolCa

mgCaCOgCaCO

ppmCaCOLmgCaCO

CaCOppmLmolEDTAg

ae

c) Generación de tabla POSFAD (relación directa entre el volumenn de EDTA gastado y la dureza del agua

para caldera:

UTILIZANDO EXCEL

Se observa en el siguiente diagrama como debe generarse la tabla POSFAD:

DATOS:

Ensayos 1-4:

Constantes (Va = 100 mL, [EDTA]e (mol/L)) VARIABLE (Vg = 0,05 – 5 mL) (Vg = 5,05 – 10,00 mL)

Ensayos 5-6:

Constantes (Va = 25 mL, [EDTA]e (mol/L)) VARIABLE (Vg = 0,05 – 10 mL) (Vg = 5,05 – 10,00 mL)

Ec. 9 & Ec. 10

Ec. 11 & Ec. 12

37

Tabla N° 31 Tabla POSFAD Vg

(mL) D (ppm) Vg

(mL) D (ppm) Vg

(mL) D (ppm) Vg

(mL) D (ppm)

E 1-4 E 5-6 E 1-4 E 5-6 E 1-4 E 5-6 E 1-4 E 5-6 0,05 0,5 2,0 2,55 25,50 102,00 5,05 50,50 202,00 7,55 75,50 302,01 0,10 1,0 4,0 2,60 26,00 104,00 5,10 51,00 204,00 7,60 76,00 304,01 0,15 1,5 6,0 2,65 26,50 106,00 5,15 51,50 206,00 7,65 76,50 306,01 0,20 2,0 8,0 2,70 27,00 108,00 5,20 52,00 208,00 7,70 77,00 308,01 0,25 2,5 10,0 2,75 27,50 110,00 5,25 52,50 210,00 7,75 77,50 310,01 0,30 3,0 12,0 2,80 28,00 112,00 5,30 53,00 212,00 7,80 78,00 312,01 0,35 3,5 14,0 2,85 28,50 114,00 5,35 53,50 214,00 7,85 78,50 314,01 0,40 4,0 16,0 2,90 29,00 116,00 5,40 54,00 216,00 7,90 79,00 316,01 0,45 4,5 18,0 2,95 29,50 118,00 5,45 54,50 218,00 7,95 79,50 318,01 0,50 5,0 20,0 3,00 30,00 120,00 5,50 55,00 220,00 8,00 80,00 320,01 0,55 5,5 22,0 3,05 30,50 122,00 5,55 55,50 222,00 8,05 80,50 322,01 0,60 6,0 24,0 3,10 31,00 124,00 5,60 56,00 224,00 8,10 81,00 324,01 0,65 6,5 26,0 3,15 31,50 126,00 5,65 56,50 226,00 8,15 81,50 326,01 0,70 7,0 28,0 3,20 32,00 128,00 5,70 57,00 228,00 8,20 82,00 328,01 0,75 7,5 30,0 3,25 32,50 130,00 5,75 57,50 230,00 8,25 82,50 330,01 0,80 8,0 32,0 3,30 33,00 132,00 5,80 58,00 232,00 8,30 83,00 332,01 0,85 8,5 34,0 3,35 33,50 134,00 5,85 58,50 234,00 8,35 83,50 334,01 0,90 9,0 36,0 3,40 34,00 136,00 5,90 59,00 236,00 8,40 84,00 336,01 0,95 9,5 38,0 3,45 34,50 138,00 5,95 59,50 238,00 8,45 84,50 338,01 1,00 10,0 40,0 3,50 35,00 140,00 6,00 60,00 240,00 8,50 85,00 340,01 1,05 10,5 42,0 3,55 35,50 142,00 6,05 60,50 242,00 8,55 85,50 342,01 1,10 11,0 44,0 3,60 36,00 144,00 6,10 61,00 244,00 8,60 86,00 344,01 1,15 11,5 46,0 3,65 36,50 146,00 6,15 61,50 246,00 8,65 86,50 346,01 1,20 12,0 48,0 3,70 37,00 148,00 6,20 62,00 248,00 8,70 87,00 348,01 1,25 12,5 50,0 3,75 37,50 150,00 6,25 62,50 250,00 8,75 87,50 350,01 1,30 13,0 52,0 3,80 38,00 152,00 6,30 63,00 252,01 8,80 88,00 352,01 1,35 13,5 54,0 3,85 38,50 154,00 6,35 63,50 254,01 8,85 88,50 354,01 1,40 14,0 56,0 3,90 39,00 156,00 6,40 64,00 256,01 8,90 89,00 356,01 1,45 14,5 58,0 3,95 39,50 158,00 6,45 64,50 258,01 8,95 89,50 358,01 1,50 15,0 60,0 4,00 40,00 160,00 6,50 65,00 260,01 9,00 90,00 360,01 1,55 15,5 62,0 4,05 40,50 162,00 6,55 65,50 262,01 9,05 90,50 362,01 1,60 16,0 64,0 4,10 41,00 164,00 6,60 66,00 264,01 9,10 91,00 364,01 1,65 16,5 66,0 4,15 41,50 166,00 6,65 66,50 266,01 9,15 91,50 366,01 1,70 17,0 68,0 4,20 42,00 168,00 6,70 67,00 268,01 9,20 92,00 368,01 1,75 17,5 70,0 4,25 42,50 170,00 6,75 67,50 270,01 9,25 92,50 370,01 1,80 18,0 72,0 4,30 43,00 172,00 6,80 68,00 272,01 9,30 93,00 372,01 1,85 18,5 74,0 4,35 43,50 174,00 6,85 68,50 274,01 9,35 93,50 374,01 1,90 19,0 76,0 4,40 44,00 176,00 6,90 69,00 276,01 9,40 94,00 376,01 1,95 19,5 78,0 4,45 44,50 178,00 6,95 69,50 278,01 9,45 94,50 378,01 2,00 20,0 80,0 4,50 45,00 180,00 7,00 70,00 280,01 9,50 95,00 380,01 2,05 20,5 82,0 4,55 45,50 182,00 7,05 70,50 282,01 9,55 95,50 382,01 2,10 21,0 84,0 4,60 46,00 184,00 7,10 71,00 284,01 9,60 96,00 384,01 2,15 21,5 86,0 4,65 46,50 186,00 7,15 71,50 286,01 9,65 96,50 386,01 2,20 22,0 88,0 4,70 47,00 188,00 7,20 72,00 288,01 9,70 97,00 388,01 2,25 22,5 90,0 4,75 47,50 190,00 7,25 72,50 290,01 9,75 97,50 390,01 2,30 23,0 92,0 4,80 48,00 192,00 7,30 73,00 292,01 9,80 98,00 392,01 2,35 23,5 94,0 4,85 48,50 194,00 7,35 73,50 294,01 9,85 98,50 394,01 2,40 24,0 96,0 4,90 49,00 196,00 7,40 74,00 296,01 9,90 99,00 396,01

38

2,45 24,5 98,0 4,95 49,50 198,00 7,45 74,50 298,01 9,95 99,50 398,01 2,50 25,0 100,0 5,00 50,00 200,00 7,50 75,00 300,01 10,00 100,00 400,01

Patrón de CaCl2H2O: 0,3713 g CaCl2.2H2O en 250 mL; M (g/mol) = 147.02; % pureza = 99.0; ppmCaCO3= 1000.01; [CaCl2] = 0.0100 M; Alícuotas de CaCl2 tituladas = 25 mL Solución EDTA Teórica: 8 g EDTA.2H2O en 2000 mL; M (g/mol) = 372.4; % pureza = 99; [EDTA] M = 0.0106; + 1,7 g NaOH; % pureza = 99; Volúmenes estimados a gastar de EDTA = 25 mL; [EDTA]est M = 0.0100

d) Ecuación del Cálculo de Celda:

)(

)()/(1000003 mLV

mLVLmolEDTAppmCaCO

a

ge

Donde: Vg = Volumen gastado de EDTA [EDTA] = Concentración molar de EDTA Va = Volumen de la alícuota a valorar (por lo general 25 mL para rangos de 10 - 600 ppm CaCO3 y 100 mL para rangos menores de 10 ppm CaCO3) ppm CaCO3 = mg CaCO3/L (D) Medidas de seguridad D.1 & D.2 En la evaluación preliminar del método de cepsa se plantearon diferentes desventajas relacionadas estrechamente con la vestimenta, seguridad y personal del laboratorio. Se plantean un avance de soluciones para la mejora de las instrucciones de trabajo del método. (ver tabla Nº ) Tabla N° 32 Soluciones y propuestas para el mejoramiento de la seguridad del laboratorio y su personal

Clasificación Equipos Soluciones

OPERACIONAL D.1

- Campana de preparación de soluciones con extractor

- Ducha y lava ojos - Extintor de fuego - Sistema de extracción externo - Equipo de primeros auxilios y

soluciones, pomadas contra quemaduras

- Revisión de la campana y mantenimiento

- Implementar ducha y lava ojos - Incorporar extintor de fuegos - Instalar sistema de ventilación - Incorporar equipo de primeros

auxilios y soluciones para quemaduras

PERSONAL D.2

- Bata de laboratorio - Lentes de seguridad - Guantes de latex - Delantal anticorrosivo - Máscara contra gases

- Concientizar el uso de los instrumentos de seguridad personal en el tratamiento de soluciones corrosivas y peligrosas.

- Incorporar máscaras de gases (E.1) Instructivos Se propone la implementación de los siguientes instructivos desarrollados basados en las referencias de éste informe.

- PREPARACIÓN DE SOLUCIONES PARA ANÁLISIS DE DUREZA EN AGUA.doc - PREPARACIÓN DE MUESTRAS Y ANÄLISIS DE DUREZA DE AGUAS PARA CALDERA.doc - TRATAMIENTO DE DATOS Y REPORTE DE RESULTADOS DE ANÁLISIS DE DUREZA DE AGUA PARA

CALDERA.doc

Ec. 13

39

(E.2) Limitaciones del método Interferencias: Algunos iones metálicos interfieren con el procedimiento causando incertidumbre ó diferentes puntos finales de la titulación. Éste tipo de interferencia puede ser eliminada por la adición de inhibidores a la muestra de agua para priorizar la valoración con EDTA. Las máximas concentraciones de sustancias interferentes se muestran en la siguiente tabla.

Tabla N° 33 Máxima concentración de interferencia permisible con diferentes inhibidores*

Sustancia Interferente Máxima concentración de interferencia

(mg/L) Inhibidor 1 Inhibidor 2 Inhibidor 3

Aluminio 20 20 20 Bario † † †

Cadmio † 20 † Cobalto Over 20 0.3 0‡ Cobre Over 30 20 0.3 Hierro Over 30 5 20 Estaño † 20 †

Manganeso Mn2+ † 1 1 Niquel Over 20 0.3 0‡

Estroncio † † † Zinc † 200 †

Polifosfato 10 * Basados en 25 mL de alícuota disuelta en 50 mL † Se Valora como dureza ‡ El inhibidor falla si la sustancia está presente

Sólidos suspendidos o materia orgánica coloidal presente en la muestra puede también interferir en el

punto final, pero puede resolverse evaporando la alícuota hasta la sequedad en un baño de maría, seguido de un calentamiento en una mufla a 600 °C donde la materia orgánica es completamente oxidada. El residuo se disuelve con 20 mL de ácido clorhídrico 1 N y se neutraliza a pH 7 con Hidróxido de sodio 1 N, luego complete hasta 50 mL, deje enfriar hasta temperatura ambiente y continúe con los procedimientos generales acordados. Precauciones en la valoración

Se obtienen valores representativos de las valoraciones cuando se realizan a temperatura ambiente o cercana a la misma. El cambio de color puede convertirse en no práctico si la muestra está a temperaturas bajas ó el indicador se descompone en presencia de temperaturas altas. El pH específico recomendado en el proceso puede causar la precipitación del CaCO3. Sin embargo, el valorante (EDTA) puede disolver lentamente el precipitado, y el punto final de la valoración será desplazado observando valores de dureza por debajo de la real. Un mínimo de 5 minutos para los procedimientos tiende a disminuir la precipitación de CaCO3. Los siguientes procedimientos también pueden combatir la pérdida por precipitación:

a. La muestra puede ser diluida con agua destilada tomando una alícuota y llevándola a 50 mL para reducir la concentración de CaCO3. Si la precipitación ocurre a ésta dilución se puede aplicar la modificación b o c. Valorando alícuotas muy pequeñas puede conducir a errores sistemáticos mayores originados en la lectura de la bureta.

b. Si la concentración de dureza es conocida o se tiene un valor estimado por una valoración preliminar, entonces, puede añadirse 90 % o más del valorante a la muestra antes de ajustarse el pH con el buffer.

40

c. La muestra puede ser acidificada y agitada por 2 min para la liberación de CO2 antes del ajuste de pH con el buffer. Una determinación de alcalinidad puede determinar la cantidad de ácido que se requiere para éste propósito.

(F) Consumo de reactivos Tabla N° 34 Especificaciones de reactivos, demanda anual estimada y existencia en CEPSA

Nombre Fórmula empírica PM (g/mol) % P Existencia Presentación Unidades

anual

disodio etilendiaminotetrac

ético dihidratado (HIDRANAL)

Na2H2C10H12O8N2.2H2O 372.24 99 Para solución

Titulante de Dureza ~20 g

500 g 1

Cloruro de Calcio dihidratado CaCl2.2H2O 147.02 99

Patrón de estandarización

~400 g

500 g 1

1-(1-hidroxi-naftilazo)-5-nitro-2-

naftol-4-ácido sulfónico (Negro de

Eriocromo T)

C20H12N3O2SNa 461.38 100 Para preparación

de indicador ~300 g

50 g 2

Cloruro de sodio NaCl 58.44 99.9 Para preparación

de indicador 900 g

500 g 18

Cloruro de Amonio NH4Cl 53.49 99.8 Para buffer ~500 g 500 g 24

Hidróxido de Amonio NH4OH 35,0 25 Para buffer

~30 mL 2,5 L 41

Ácido Clorhídrico HCl 36.45 37,0

Para buffer ~2,5 L Se propone para preparación de buffer sin olor

2,5 L 4

2-etanolamina C2H4OHNH2 61.0 --

Para buffer No existente. Se

propone para preparación de buffer sin olor

2,5 L 22

DISEÑO DEL EXPERIMENTO DE ANÁLISIS DE DUREZA

Instrumentos Reactivos (1) Bureta Manual 50 mL 100 mL EDTA 0,01 M ( 0,02 N) (1) Pinza para bureta 20 mL Buffer pH 10 (1) Soporte Universal 0,5 g Indicador de Negro de Ericromo T (4) Fiolas Erlenmeyer 250 mL 100 g Cloruro de sodio (3) Beakers (200 mL) 100 mL Solución de Calcio de 0,01 M (1) Gotero 3 mL 0,5 g Sulfato de Magnesio (2) Balones 500 mL, 250 mL (1) Piceta (1) Mortero (1) Espátula (1) Balanza Electrónica

41

Experiencia N° 1 Preparación de soluciones Tabla N° 35 Preparación de soluciones e indicador

Reactivo Procedimiento

Solución de EDTA 0,01 M

1) Pesar en un beaker de 100 mL 2 g de Na2H2C10H12O8N2.2H2O y adicionar 50 mL agua destilada.

2) Trasvasar cuantitativamente con ayuda de una piceta a un balón de 500 mL. 3) En el mismo beaker adicionar 50 mL de agua destilada. 4) Colocar en la balanza electrónica y llevarla a cero. 5) Pesar 0,43 g NaOH. 6) Transferir cuantitativamente al balón que contiene el EDTA. 7) Enrasar con agua destilada el balón

Solución patrón de CaCl2 0,01 M (1000

ppm CaCO3)

1) Pesar en un beaker 0,43 gCaCl2.2H2O 2) Trasvasar cuantitativamente con ayuda de una piceta a un balón de 250 mL. 3) Enrasar con agua destilada.

Indicador

1) Pesar cualitativamente 0,5 g de NET. 2) Pesar cualitativamente 100 g Sal. 3) Masear en un mortero los dos componentes hasta que tome una coloración

púrpura la mezcla.

Buffer pH 10

1) Medir con un cilindro de 10 mL 5,5 mL de ácido clorhídrico al 36%. 2) Medir con un cilindrio de 50 mL 31 mL de Etanolamina. 3) Añadir lentamente los 5,5 mL de ácido clorhídrico a 40 mL de agua destilada y

estabilizar a temperatura ambiente. 4) Añadir 0,50 g de sulfato de magnesio. 5) Mezclar las soluciones un balón de 100 mL y enrasar con agua destilada.

Experiencia N° 2 Estandarización de EDTA

1) Curar y llenar la bureta de 50 mL con la solución de EDTA 0,01M. 2) Preparar 4 fiolas Erlenmeyer en las que se añada 25 mL patrón de calcio 0,01 M (1000 ppm), 2

mL solución buffer y 0,01 g indicador. (Nota: la alícuota de patrón debe ser añadida con una pipeta volumétrica de 25 mL, el buffer con un gotero graduado y el indicador con una cucharilla pequeña ó espátula.)

3) Valorar con la solución de EDTA 0,01 M las muestras hasta el viraje de color rojo a azul. 4) Registrar los volúmenes gastados de EDTA y estimar la concentración para cada volumen. 5) Promediar la concentración y determinar la desviación estándar.

Experiencia N° 3 Determinación de la dureza de una muestra problema Agua Cruda (> 100 mg/L) Diluir una alícuota de 25 mL en un volumen final de 50 mL con agua destilada.

1) Añadir 1 a 2 mL de solución de buffer. Usualmente 1 mL es suficiente para dar un pH de 10.0 a 10.1. Si el cambio de coloración en el punto final de la titulación no es agudo, suele significar que debe añadirse un inhibidor (vea sección 4.2) o el indicador está deteriorado.

2) Añadir una cantidad adecuada de la mezcla del indicador (vea sección 4.3c). 3) Añadir lentamente la solución de EDTA valorante en constante agitación, hasta que la última coloración

rojiza desaparezca con las últimas gotas en un intervalo de tiempo de 3 a 5 segundos. El color final de la titulación es azul en condiciones normales. (Se recomienda el uso de una lámpara de luz fluorescente blanca o luz del día. La luz incandescente tiende a producir un color rojizo al punto final de la titulación.

42

Agua Suavizada (< 5 mg/L): 1) Tomar una alícuota de 100 mL. 2) Añadir 1 a 2 mL de solución de buffer. Usualmente 1 mL es suficiente para dar un pH de 10.0 a 10.1. Si el

cambio de coloración en el punto final de la titulación no es agudo, suele significar que debe añadirse un inhibidor (vea sección 4.2) o el indicador está deteriorado.

3) Añadir una cantidad adecuada de la mezcla del indicador (vea sección 4.3c). 4) Añadir lentamente la solución de EDTA valorante en constante agitación, hasta que la última coloración

rojiza desaparezca con las últimas gotas en un intervalo de tiempo de 3 a 5 segundos. El color final de la titulación es azul en condiciones normales. (Se recomienda el uso de una lámpara de luz fluorescente blanca o luz del día. La luz incandescente tiende a producir un color rojizo al punto final de la titulación.

Tabla de Datos

Tabla N° 36 Preparación del patrón de CaCO3 (1000ppm) a partir de CaCl2.2H2O

Masa de patrón (g) Volumen de dilución (mL) [CaCl2] ± ΔE (mol/L) ppm CaCO3 0,3719 250,00 0,0100 ± 0,0001 1000,02 ± 0,01

PM(g/mol): 147.02; %Pureza: 99,0

Tabla N° 37 Estandarización del EDTA Concentración de patrón

de Ca (ppmCaCO3) Alícuotas de CaCO3

tituladas (mL) Volumen de EDTA desalojados (mL)

[EDTA] (mol/L) [EDTA] ± ΔE (mol/L)

1000,02 25 24,60 0,0101

0,0101 ± 0,0001 25 24,90 0,0102 25 24,85 0,0102

Tabla de resultados

Tabla N° 38 Volúmenes gastados de EDTA para el análisis de agua cruda en la entrada al reactivador

Día Hora Volumen de EDTA consumido (mL)

Suavizada Cruda 1 2 3 Prom. 1 2 3 Prom.

1

08:00 0,75 0,05 0,30 0,37 12,50 12,30 12,45 12,42 09:00 0,25 0,05 0,70 0,33 11,00 12,05 11,50 11,52 10:00 0,05 0,20 0,40 0,22 12,00 12,00 11,90 11,97 11:00 0,45 0,10 0,15 0,23 11,95 11,80 12,00 11,92 12:00 0,30 0,65 0,45 0,47 10,95 12,00 12,00 11,65 13:00 0,30 0,25 0,25 0,27 12,00 11,70 11,80 11,83 14:00 0,15 0,05 0,10 0,10 12,05 12,00 11,30 11,78 15:00 0,55 0,15 0,25 0,32 11,05 11,00 10,95 11,00 16:00 0,70 0,75 0,65 0,70 10,55 10,55 10,45 10,52

2

08:00 0,55 0,50 0,35 0,47 11,30 11,35 11,25 11,30 09:00 0,50 0,25 0,50 0,42 11,90 12,00 12,00 11,97 10:00 0,45 0,10 0,20 0,25 11,00 11,15 11,10 11,08 11:00 0,30 0,25 0,00 0,18 12,00 11,90 10,95 11,62 12:00 0,70 0,20 0,10 0,33 11,00 12,00 12,00 11,67 13:00 0,75 0,45 0,50 0,57 10,70 11,00 12,00 11,23 14:00 0,05 0,15 0,05 0,08 10,85 10,80 12,00 11,22 15:00 0,00 0,05 0,20 0,08 11,40 13,00 11,50 11,97 16:00 0,15 0,00 0,00 0,05 12,00 11,75 10,95 11,57

43

Tabla N° 39 Valores de dureza obtenidos en el análisis de agua de cruda en la entrada del reactivador

Día Hora Dureza del agua (ppm CaCO3)

Suavizada Cruda 1 2 3 Prom. Des. 1 2 3 Prom. Des.

1

08:00 7,59 0,51 3,03 3,71 3,55 505,83 497,73 503,80 502,45 4,21 09:00 2,53 0,51 7,08 3,37 1,47 445,13 487,62 465,36 466,03 21,25 10:00 0,51 2,02 4,05 2,19 0,93 485,59 485,59 481,55 484,24 2,34 11:00 4,55 1,01 1,52 2,36 1,79 483,57 477,50 485,59 482,22 4,21 12:00 3,03 6,58 4,55 4,72 1,77 443,10 485,59 485,59 471,43 24,53 13:00 3,03 2,53 2,53 2,70 0,26 485,59 473,45 477,50 478,85 6,18 14:00 1,52 0,51 1,01 1,01 0,51 487,62 485,59 457,27 476,83 16,97 15:00 5,56 1,52 2,53 3,20 2,03 447,15 445,13 443,10 445,13 2,02 16:00 7,08 7,59 6,58 7,08 0,29 426,92 426,92 422,87 425,57 2,34

2

08:00 5,56 5,06 3,54 4,72 0,42 457,27 459,29 455,24 457,27 2,02 09:00 5,06 2,53 5,06 4,22 1,51 481,55 485,59 485,59 484,24 2,34 10:00 4,55 1,01 2,02 2,53 1,78 445,13 451,20 449,17 448,50 3,09 11:00 3,03 2,53 0,00 1,85 0,59 485,59 481,55 443,10 470,08 23,45 12:00 7,08 2,02 1,01 3,37 2,62 445,13 485,59 485,59 472,10 23,36 13:00 7,59 4,55 5,06 5,73 1,53 432,99 445,13 485,59 454,57 27,54 14:00 0,51 1,52 0,51 0,84 0,52 439,06 437,03 485,59 453,89 27,47 15:00 0,00 0,51 2,02 0,84 0,42 461,31 526,06 465,36 484,24 36,27 16:00 1,52 0,00 0,00 0,51 0,77 485,59 475,48 443,10 468,06 22,19

Durezas promedios de el agua suavizada

0,001,00

2,003,004,00

5,006,00

7,008,00

7:59 9:00 10:00 11:00 12:01 13:01 14:02 15:02 16:03

Hora (h)

Dure

za (p

pm C

aCO

3)

Dìa 1 Dìa 2

Gráfico Nº 1 Promedio de dureza de agua suavizada

44

Durezas promedios de el agua cruda

420,00430,00440,00450,00460,00470,00480,00490,00500,00510,00

7:59 9:00 10:00 11:00 12:01 13:01 14:02 15:02 16:03

Hora (h)

Dure

za (p

pm C

aCO

3)

Dìa 1 Dìa 2

Durezas promedios de el agua suavizada

0,001,00

2,003,004,00

5,006,00

7,008,00

7:59 9:00 10:00 11:00 12:01 13:01 14:02 15:02 16:03

Hora (h)

Dure

za (p

pm C

aCO

3)

Dìa 2

Gráfico Nº 3 Promedio de dureza agua suavizada con barras de desviación estándar

Gráfico Nº 2 Promedio de dureza de agua cruda

45

Durezas promedios de el agua cruda

420,00

440,00

460,00

480,00

500,00

520,00

540,00

7:59 9:00 10:00 11:00 12:01 13:01 14:02 15:02 16:03

Hora (h)

Dur

eza

(ppm

CaC

O3)

Dìa 2

Ecuaciones: Concentración de EDTA Teórica

)(

1)/(

1100

%)/(LVmolgPM

PurezagEDTALmolEDTA

Concentración de Patrón

)(

1)/(

1100

%2.)/( 222 LVmolgPMPurezaOHgCaClLmolCaCl

ó

gmg

molCaCOgCaCO

molCamolCaCO

OHmolCaClmolCa

LVmolgPMPurezaOHgCaClppmCaCO

11000

11

11

2.11

)(1

)/(1

100%2.)(

3

33

22223

Concentración de EDTA estandarizado

)(

)()/()/( 2

mLVmLVLmolCaClLmolEDTA

g

ae

ó

)(100000

)()()/( 3

mLVmLVppmCaCOLmolEDTA

g

ae

Gráfico Nº 4 Promedio de dureza agua cruda con barras de desviación estándar

Ec. 14

Ec. 15 & Ec. 16

Ec. 17 & Ec. 18

46

Concentración de las muestras determinadas

)(

)()/(1000003 mLV

mLVLmolEDTAppmCaCO

a

ge

Ó

gmg

molCagCaCO

molEDTAmolCa

mLVmLVLmolEDTA

ppmCaCOa

ge

11000

1100

11

)()()/( 3

3

DISCUSIÓN DE RESULTADOS Las lecturas registradas en los volúmenes y las durezas de agua cruda y suavizada poseen desviaciones grandes que puede deberse a diferentes causas como las siguientes:

1) Deterioro de la bureta por mal uso o falta de mantenimiento 2) Variaciones en la temperatura 3) Contaminación de la muestra por interferentes de origen del punto de muestreo 4) Tiempo de purga de los puntos de muestreo corto (acumulación de sedimentos)

Deterioro de la bureta por mal uso o falta de mantenimiento Las desviaciones en la obtención del valor de dureza para agua suavizada se pronuncian debido a que la bureta corresponde a 10 mL, con una apreciación de 0,05 mL. Por lo general el agua suavizada tiene valores <5 ppmCaCO3, el error relativo incrementa ocasionando las altas desviaciones. Cualquier irregularidad, maltrato ó uso inadecuado de la bureta pueden generar éste tipo de variación. Una bureta de 5 mL mejora la precisión del método y la incertidumbre en la lectura. Variaciones en la temperatura Si la muestra sufre cambios bruscos en la temperatura los complejos pueden disociarse o no completamente generando puntos indistintos en la valoración, por lo que debe estabilizarse la temperatura antes de iniciar el ensayo ó en su defecto desarrollar un tabla de correcciones por efecto de la misma. Contaminación de la muestra por interferentes de origen en el punto de muestreo Las contaminaciones del agua suavizada o cruda pueden estar presentes en cualquier parte de la planta por una tubería en mal estado o punto de muestreos expuestos a vapores o polvos presentes en el aire de la PDA. Tiempo de purga de los puntos de muestreo corto (acumulación de sedimentos) El tiempo de purga de los equipos para la toma de muestra del agua es importante, no se ha determinado con exactitud el tiempo requerido para evitar las posibles variaciones o acumulaciones de sedimentos presentes en las muestras.

Ec. 19 & Ec. 20

47

ANÁLISIS POSTERIORES PARA DETERMINACIÓN DE COMPORTAMIENTO ESTADÍSTICO Tabla N° 40 Volúmenes de EDTA promedios consumidos para el análisis de dureza de aguas durante te 15 días para cada tipo de agua

Tipo de muestra Hora Volumen de EDTA consumido (mL)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P

Suavizada

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

Cruda

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00

48

17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

Tabla N° 41 Dureza registrada en las aguas de la planta de tratamiento durante 15 días para cada tipo de agua

Tipo de muestra Hora Dureza del agua (ppm CaCO3)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P

Suavizada

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

Cruda

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00

49

11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

REFERENCIAS

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