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Nombre de archivo 13/06/2013

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Sesión 9: CONTAMINACION DEL AGUA

CONTAMINACION POR DETERGENTES

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Concepto

Producto cuya composición ha sido establecida especialmente para unaoperación de limpieza mediante el desarrollo de los fenómenos dedetergencia (Organización Internacional de Normalización ISO/DPR 862,1980).

Detergencia: es el proceso por el cual las suciedades son separadas del sustratosobre el que estaban retenidas y puestas en estado de disolución o dispersión.

Las funciones de un detergente son desprende la suciedad de laLas funciones de un detergente son desprende la suciedad de lasuperficie a limpiar y dispersar o disolver la suciedad en el liquido delavado, de tal modo que el sustrato limpio pueda separarse del liquido dellavado sin que la suciedad vuelta a depositarse sobre el.

13/06/2013Facultad de Ingeniería y Gestión Ambiental – Contaminación de Aguas – Prof. Daniel Ttito Clavo – Sesión 9



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Concepto

Composición de los Detergentes


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Composición

Los surfactantes y los coadyuvantes son los responsables de losprincipales problemas de contaminación del agua.

Los surfactantes o agentes tensoactivos son compuestos orgánicos querebajan la tensión superficial del agua, lo que permite que esta penetreen el tejido textil formando puentes entre las partículas de suciedad y elagua. Los mas utilizados son los de tipo anionico.

Los coadyuvantes tienen una función secuestrante de los iones decalcio (II) y magnesio (II), con los que forman grandes complejossolubles en el agua, para que estos iones metálicos no interfieran con laacción del surfactante por precipitación de las sales insolublescorrespondientes. Otra función es aumentar por hidrólisis, la alcalinidaddel agua de lavado, que es necesaria para la eliminación efectiva de lasuciedad.




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Surfactantes o Agentes Tensoactivos

Los surfactantes o agentes tensoactivos constituyen la materia activa delos detergentes. La familia más utilizada son los de tipo aniónico.

Los tensoactivos aniónicos son sales de sodio que al ionizarse produceniones positivos (sodio Na+) y negativos (surfactante activo). Los máscomunes de este grupo, que se diferencian por su configuraciónmolecular, biodegradabilidad y toxicidad son:

Sulfonato de alquil benceno (ABS)Sulfonato de alquil benceno (ABS),

Sulfonato de alquilo lineal (LAS) y

Sodio tripolifosfato (TPP)


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El ABS posee una estructura molecular ramificada y es poco biodegradable;sulfatos y sulfanatos, polímeros del propileno y del grupo alquil con una cadena deátomos de carbono muy ramificada, son resistentes al ataque biológico por sucomposición molecular ramificada y por la adhesión de los anillos bencénicos a losátomos terciarios de carbono de los grupos de cadena ramificada

LAS posee estructura lineal, es mayormente biodegradable pero mucho más tóxicoparafinas de cadena recta con anillos bencénicos adheridos a los átomos decarbono primario y secundario con una estructura no ramificada soncarbono primario y secundario con una estructura no ramificada sonbiodegradables en condiciones aerobias, pero resistentes a la actividad bacterianaanaerobia

El TPP, además de ser insumo para la producción de detergentes y jabones, esempleado para disminuir la dureza, en metalurgia, explotación minera, producciónde papel y tratamiento de agua.




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Como consecuencia de la descarga de tensoactivos aniónicos en fuentes hídricas y ecosistemas acuáticos se pueden presentar algunos de los siguientes efectos:

Incremento del pH de las aguas, a valores superiores a 12 unidades.

Eutrofización del agua con consecuente proliferación de algas y malos olores porefecto del fósforo, principal de las fórmulas de detergentes.

Impacto en el Ambiente

, p p g

Iones pesados como plomo, cromo o mercurio pueden ser solubilizados,ocasionando daños de tipo genético en las especies y alteración de la cadenatrófica por procesos de bioacumulación y biomagnificación.

La concentración de cloro y compuestos organoclorados puede incrementar.


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La degradación natural de los componentes de los detergentes demandaoxígeno del medio, lo cual puede conllevar a consumos excesivos de la especiequímica, provocando condiciones de anoxia y muerte de especies animales yvegetales.

Algunos componentes de los detergentes tienen efectos tóxicos sobre elmetabolismo de especies acuáticas y otros organismos superiores.

Los procesos de coagulación floculación y sedimentación en las plantas de

Impacto en el Ambiente

Los procesos de coagulación, floculación y sedimentación en las plantas detratamiento de aguas se ven afectados por la concentración de estas especiesquímicas.

Los tensoactivos son considerados contaminantes de aguas subterráneas eindicadores de otros tipos de contaminación.

La generación de espumas en los cuerpos de agua induce a cambios en losprocesos de dilución de oxígeno y procesos termodinámicos. Además, afecta lacalidad estética del paisaje.




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Coadyuvantes

Estos compuestos son sustancias que se incorporan a la formulación deun detergente para mejorar y proteger la eficacia detersiva deltensoactivos. Entre los más frecuentes se consideran los polifosfatos,silicatos, carbonatos, citratos, etc.

Los coadyuvantes con polifosfatos contiene fósforo, que se hallaimplicado en el proceso de la eutrofización de lagos y embalses.

Se considera que el uso de los detergentes es el origen del 50% de losfosfatos presentes en las agua residuales y en algunas zonas hasta el70%


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Coadyuvantes

Ablandar el agua de lavado secuentrando los iones cálcicos y magnésicos, y enmenor grado los iones de hierro manganeso, formando grandes iones solublesen agua. De esta manera los iones metálicos no pueden interferir con la accióndel tensoactivo.

Actuar como emulsionante de la grasa y como dispersante de las partículassólidas de la suciedad, impidiendo su redeposición.

Debido a que sufren una reacción de hidrólisis con el agua de lavar permiten el

Principales Funciones

Debido a que sufren una reacción de hidrólisis con el agua de lavar permiten elmantenimiento de una alcalinidad idónea en el baño de lavado necesaria parauna eliminación efectiva de la suciedad

Ejercer una acción sinérgetica con los tensoactivos, mejorando notablemente elefecto del lavado.




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Problemas en el agua

Las alternativas para la eliminación de fosfatos considera:

Los fosfatos no son tóxicos para la salud.

Puede sustituirse por:Zeolitas sódicas (Tipo A), variedad de minerales arcilloso de carácter natural o sintético.Las zeolitas secuestran muy bien el calcio pero mal el magnesio. Su insolubilidad en aguaimpide utilizarlas en detergentes líquidos. En la actualidad son los sustitutos mas

Coadyuvantes

p g qutilizados de los polifosfatos en detergentes sólidos.

NTA (sal sódica del acido nitrilotriacético): algunos problemas: 1) aumenta la cargaorgánica contaminante del agua; 2) no se conoce aun detalle sus efectos sobre la salud;3) es preciso añadir sal sódica del acido etilendianimotetracético (EDTA) en la formulacióndel detergente y no se conocen sus efectos sobre la salud,

Citrato de sodio: se degrada fácilmente costo elevado e ineficiente en altas temperaturas.

Carbonatos y silicatos, aumenta la alcalinidad de las aguas y pueden forma precipitadoscon el calcio y magnesio.


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Resumen

Los surfactantes o agentes tensoactivos: ocasionan la formación deespumas, pueden inducir toxicidad en el agua y son agentescontaminantes con requerimiento de oxigeno.

Los coadyuvantes centrándonos en los polifosfatos por ser los masempleados, son agentes implicados en el problema de eutrofización de lasaguas.




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Otras Sustancias

Blanqueadores químicos (20 – 30%) puede ser perborato sódicotetrahidratado, el principal problema que puede ocasionar es la presenciade los residuos de boro que no se eliminan totalmente en las depuradorasy pueden provocar problemas si se utilizan como aguas de riego.

Blanqueadores ópticos o fluorescentes (0.1%), son derivado del acidoestiben-disulfónico, el problema es que son poco biodegradables ypermanecen en los lodos de depuradores y en las aguas residualespermanecen en los lodos de depuradores y en las aguas residuales.

Enzimas (0.1 – 1%) se emplean proteasas (amilasas y lipasas) quepueden plantear problemas de alergias y asma, mayormente durante lamanipulación del detergente.


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Concepto

Composición media de detergentes con y sin fosfatos




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Métodos de Control

Para eliminar los detergentes que aparecen de las aguas usadas, existenuna serie de métodos:

Oxidación con catalizadores como el sulfato de Cu o Mn.

Precipitación por agentes catiónicos formando complejos.

Eliminación mediante coagulantes.

Adsorción sobre carbón activo o Al.

Eliminación por emulsión.

Eliminación mediante hongos y bacterias.

Eliminación por intercambiadores iónicos.


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Detergentes en Polvo




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Detergentes Ecológicos

Minimización de la contaminación en el proceso de obtención ytratamiento de las materias primas; renunciar al uso de tensoactivossintéticos y utilizar sustancias vegetales naturales.

El detergente debe ser inofensivo para la salud, implica renunciar a lautilización de enzimas y bloqueadores ópticos.

No deben producir contaminación del medio ambiente en su fase residual,p ,inocuos para la fauna y flora de ríos y lagos. Mínima presencia decoadyuvantes de carácter eutrófico

En este tipo de detergentes es innecesario el uso de suavizantes, porqueno disuelven la grasa natural de la fibra como lo hacen losconvencionales.


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Detergentes EcológicosFormulación


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