tesis7

UNIVERSIDAD VERACRUZANAFACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS

REGIN POZA RICA-TUXPAN

REMOCIN DE METALES PESADOS EN UNA MUESTRA MODELOMEDIANTE UN PROCESO ELECTROQUMICO

TESIS

PARA PRESENTAR EXAMEN DEMOSTRATIVO DE LA EXPERIENCIARECEPCIONAL DEL PROGRAMA EDUCATIVO DE INGENIERA QUMICA

PRESENTA:

ESPERANZA JIMNEZ MOLINAESMERALDA RANGEL SANTIAGO

DIRECTOR:M.C.A EDUARDO SOLS PREZ

ASESOR:M.C. RAL ENRIQUE CONTRERAS BERMDEZ

POZA RICA DE HGO., VER MAYO 2011

NDICETEMA PG.Justificacin IObjetivos IIHiptesis IIIIntroduccin IVCAPITULO I: ANTECEDENTES1.1 Agua 61.2 Parmetros de calidad del agua 71.3 Contaminacin del agua 91.3.1 Contaminacin natural 101.3.2 Contaminacin trmica 101.3.3 Contaminacin por aguas negras 101.3.4 Contaminacin industrial 11

1.4 Clasificacin de los residuos industriales 111.5 Metales y medio ambiente 131.5.1 Metales pesados 131.5.2 Contaminacin por metales pesados 141.5.3 Clasificacin de los metales pesados 151.5.4 Principales metales pesados 15

1.5.4.1 Plomo (Pb) 161.5.4.2 Hierro (Fe) 16

1.5.5 Toxicidad de los metales pesados 171.6 Clasificacin de los sistemas de tratamiento de agua 17

TEMA PG.1.7 Tratamiento de residuos industriales 181.7.1 Tratamientos biolgicos 191.7.2 Tratamientos fsicos 191.7.3 Tratamientos qumicos 19

1.8 Electrocoagulacin 201.8.2 Mecanismos y reacciones de la electrocoagulacin 201.8.3 Tipos de reactores de la electrocoagulacin 24

CAPITULO II: METODOLOGA2.1 Diseo y construccin de celda de electrocoagulacin 272.1.1 Celda de electrocoagulacin 272.1.2 Electrodos 282.1.3 Fuente de voltaje 29

2.2 Procedimiento de operacin para la celda de electrocoagulacin 302.3 Muestras modelo 302.4 Tcnica de muestreo y principio de evaluacin 312.4.1 Transmitancia y absorbancia 312.4.2 Uso del espectrofotmetro 34

CAPITULO III: RESULTADOS3.1 Construccin y costo de equipo diseado 353.2 Remocin de plomo 373.2.1 Remocin de Plomo utilizando como nodo Aluminio y ctodo

Hierro 38

TEMA PG.3.2.1.1 Remocin de Plomo de la solucin de xido de Plomo a 20 ppm

del sistema nodo Aluminio y ctodo Hierro 383.2.1.2 Remocin de Plomo de la solucin de xido de Plomo a 25 ppm

del sistema nodo Aluminio y ctodo Hierro 393.2.1.3 Remocin de Plomo de la solucin de xido de Plomo a 30 ppm

del sistema nodo Aluminio y ctodo Hierro 40

3.2.2 Remocin de Plomo utilizando como nodo Hierro y ctodo Aluminio 41

3.2.2.1 Remocin de Plomo de la solucin de xido de Plomo a 20 ppm

del sistema nodo Hierro y ctodo Aluminio 41

3.2.3 Clculos de la remocin de Plomo de la muestra modelo 43

3.3 Remocin de Hierro 44

3.3.1 Remocin de Hierro utilizando como nodo Aluminio y ctodo Hierro 45

3.3.1.1 Remocin de Hierro de la solucin de Cloruro Ferroso a 20 ppm

del sistema nodo Aluminio y ctodo Hierro. 45

3.3.2 Remocin de Hierro utilizando como nodo Hierro y ctodo Aluminio 46


del sistema nodo Hierro y ctodo Aluminio. 47





3.3.3 Clculos de la remocin de Hierro de la muestra modelo 50

3.4 Comparacin del proceso de electrocoagulacin para la remocin de

Plomo y Hierro 51

3.5 Comparacin de remocin de Hierro entre los mtodos deelectrocoagulacin y utilizacin de cascara de huevo 52

Conclusiones 53Bibliografa 54ANEXOS PG.

A. Normatividad 56B. Fichas de seguridad de Cloruro Ferroso y xido de Plomo 60C. Preparacin de soluciones 64

NDICE DE TABLASTABLA PG.

1 Propiedades fsicas y qumicas del agua 62 Clasificacin de los parmetros indicadores de la calidad del agua 83 Efectos sobre la calidad del agua 94 Densidades de algunos importantes metales pesados y otras

sustancias 145 Costos de fabricacin de celda de electrocoagulacin 366 Concentraciones finales de xido de Plomo (PbO) y Plomo (Pb) a partir

de la electrocoagulacin utilizando como nodo Aluminio y ctodoHierro 43

7 Concentraciones finales de Cloruro Ferroso (FeCl2) y Hierro (Fe) a partirde la electrocoagulacin utilizando como nodo hierro y ctodo aluminio 50

NDICE DE FIGURASFIGURA PG.

1 Diagrama de electrocoagulacin 212 Reactores para electrocoagulacin tipo batch 253 Reactor tipo filtro prensa 264 Reactor de electrodo cilndrico rotativo 265 Reactor de lecho fluidizado 266 Dimensiones de la celda de electrocoagulacin 277 Componentes del sistema de electrocoagulacin 298 Representacin grfica de la absorbancia 329 Espectrofotmetro Varan Cary 50 UV- vis 3310 Montaje del sistema de electrocoagulacin. 3511 Curva de calibracin del xido de Plomo (PbO) 3712 Curva de absorbancia de la solucin de xido de Plomo (PbO) a 20

ppm del sistema nodo Aluminio y ctodo Hierro 3813 Curva de absorbancia de la solucin de xido de Plomo (PbO) a 25



ppm del sistema nodo Hierro y ctodo Aluminio 4116 Curva de calibracin del Cloruro Ferroso (FeCl2) 4417 Curva de absorbancia de la solucin de Cloruro Ferroso (FeCl2) a 20

ppm del sistema nodo Aluminio y ctodo Hierro 4518 Curva de absorcin de Cloruro Ferroso (FeCl2) a 25 ppm del sistema

nodo Hierro y ctodo Aluminio 4719 Curva de absorbancia de la solucin de Cloruro Ferroso (FeCl2) a 20

ppm del sistema nodo Hierro y ctodo Aluminio 48

20 Curva de absorbancia de la solucin de Cloruro Ferroso (FeCl2) a 20ppm del sistema nodo Hierro y ctodo Aluminio 49

21 Comparacin del proceso de remocin de Plomo y Hierro mediante laelectrocoagulacin 51

22 Comparacin del proceso de remocin de Hierro entre los mtodos deelectrocoagulacin y utilizacin de cascara de huevo en solucin de 20ppm 52

Justificacin

I

JUSTIFICACINEl agua es el lquido vital para la existencia de los seres vivos, es por ello que daa da millones de litros son utilizados en actividades de distinta ndole.

Dentro de los principales contaminantes del agua podemos encontrar a losdesechos industriales los cuales contienen grandes cantidades de metalespesados.

Los metales pesados se han convertido en un tema actual tanto en el campoambiental como en el de salud pblica, debido al incremento de la contaminacindel agua por dichos metales, los cuales en altas concentraciones causan severosdaos a la salud.

Siendo Poza Rica una zona industrial expuesta a este tipo de contaminacin esnecesario generar un mtodo alternativo para la remocin de metales pesadosen el agua y de esta manera el lquido tratado pueda ser reutilizado.

El proyecto consiste en el diseo de una celda electroqumica basada en laelectrocoagulacin, en la cual se provocar la disminucin en la concentracin demetales pesados de una muestra modelo que contiene Plomo y Hierro.

Objetivos

II

OBJETIVOS

Objetivo general.

Remover de una muestra modelo Plomo y Hierro a travs de laelectrocoagulacin.

Objetivos especficos.

Disear una pila electroqumica para la remocin de Plomo y Hierro.

Cuantificar la remocin de metales en la muestra modelo.

Hiptesis

III

HIPTESIS

Es posible remover los metales pesados de la muestra modelo, usando elproceso de electrocoagulacin.

Se puede llevar a cabo el diseo de una celda electroqumica para laremocin de Plomo y Hierro.

Introduccin

IV

INTRODUCCINDesde tiempos remotos ha sido de gran importancia el uso de los metales para eldesarrollo de los seres humanos; pero no fue sino hasta la industrializacin queestos llegaron a tomar un papel crtico en la contaminacin del agua.

De los 118 elementos mostrados en la tabla peridica de los elementos qumicos,84 son metales y actualmente en nuestro pas su uso se ha incrementado, enlabores domsticas, trabajos agrcolas y ganaderos as como en las grandesindustrias en las que podemos destacar la qumica, la papelera, la textil, lasiderrgica, entre otras.

En la mayora de los casos, dichas industrias no se preocupan en cumplir con losparmetros de concentracin establecidos en la normatividad vigente, y as losdesechos obtenidos de sus diferentes procesos son vertidos en los efluentesacuticos, conteniendo grandes cantidades de contaminantes, entre los cualespodemos encontrar a los metales pesados.

Existen distintos mtodos para la remocin de metales pesados, como sonmtodos fsicos, biolgicos y qumicos; hoy en da existen una serie detecnologas emergentes que estn basadas en la electroqumica y queactualmente se presentan como alternativas que ofrecen ventajas competitivasfrente a las tecnologas tradicionales. Ejemplo de esto es la electrocoagulacin, unproceso electroqumico que a pesar de haber sido estudiado desde dcadas atrs,an es tema de investigacin, debido a las ventajas que presenta como lo son losbajos costos de operacin y el impacto positivo al medio ambiente.

En el presente trabajo se propone el uso de una celda electroqumica, basada enel proceso de electrocoagulacin para el tratamiento de agua contaminada conmetales pesados (Pb y Fe), siendo ste un mtodo alternativo para la reutilizacinde agua.

Introduccin

V

La estructura de este proyecto es la siguiente:

En el captulo I se presentan los antecedentes, los conceptos bsicos as como losdistintos mtodos de separacin de metales pesados.

En el captulo II se describe el procedimiento para la caracterizacin de la muestramodelo, clculos, diseo, costos de fabricacin y operacin del sistema deremocin de los metales en la muestra modelo.

En el captulo III se dan los resultados obtenidos del presente trabajo, as como suanlisis y discusin.

Finalmente se presentan las conclusiones, referencia bibliogrfica y anexos.

Captulo I. Antecedentes

6

I. ANTECEDENTESConceptos bsicos

1.1 Agua

El agua es un componente de nuestra naturaleza que ha estado presente en la Tierradesde hace ms de 3.000 millones de aos, ocupando tres cuartas partes de lasuperficie del planeta. Su naturaleza se compone de tres tomos, dos de hidrgeno yuno de oxgeno que unidos entre s forman una molcula de agua, H2O con laspropiedades que se muestran en la tabla 1.

Gran parte del agua de nuestro planeta, alrededor del 98%, corresponde a aguasalada que se encuentra en mares y ocanos, el agua dulce que poseemos en un69% corresponde a agua atrapada en glaciares y nieves eternas, un 30% estconstituida por aguas subterrneas y una cantidad no superior al 0.7% se encuentraen forma de ros y lagos. [19]

Propiedades Fsicas Propiedades QumicasEstado fsico: lquido, slido y gaseoso. Reacciona con los xidos cidosColor: incolora Reacciona con los xidos bsicosSabor: inspida Reacciona con los metalesOlor: inodoro Reacciona con los no metalesDensidad: 1 g./c.c. a 4C Se une en las sales formando hidratosPunto de congelacin: 0CPunto de ebullicin: 100CPresin crtica: 217,5 atm.Temperatura crtica: 374C

Tabla 1. Propiedades fsicas y qumicas del agua.

Fuente: http://www.fisicanet.com.ar/quimica/aguas/ap05_aguas.php


7

1.2 Parmetros de calidad del agua

Para evaluar los cambios que las diferentes aplicaciones del agua pueden originar ensu calidad, empleamos parmetros los cuales se clasifican en: hidrolgicos, fsicos,qumicos y biolgicos. A estos parmetros se les denomina indicadores de calidad deagua. En la Tabla 2 se resumen los parmetros que se encuentran en cadaclasificacin.

Con el fin de poder establecer los lmites dentro de los cuales una modificacin delos componentes del agua pueda ser aceptada de manera que no resulte impropiapara los distintos usos o para el medio mismo, en las reglamentacionesinternacionales se establecen distintas limitaciones. Como lo indica la Norma OficialMexicana NOM-127-SSA1-1994 (ANEXO A).

Se debe tener en cuenta que los parmetros fsicos no son ndices absolutos decontaminacin y sus valores normales pueden variar considerablemente y, por lotanto, en cada caso se mide la desviacin con respecto a la norma. Estos tambin sedenominan como parmetros organolpticos, es decir que se detectan en primerainstancia por los rganos de los sentidos. [12]


8

Clasificacin ParmetrosQumicos No especficos Alcalinidad

pHConductividadDurezaOxgeno disuelto (OD)

Especficos Nitrgeno (NH4, NO3-)ClorurosDetergentesFenolesPesticidasMaterial orgnico oxidable

Fsicos ColorTemperaturaTurbiedadOlorSabor

Hidrolgicos CaudalVelocidadMezcla

Biolgicos Patgenos Coliformes fecalesVirusVibro clera

No patgenos Poblacin mesfilaZooplanctonAlgas

Fuente: Restrepo Meja, Ana Patricia, Tobn Meja, Olga Luca. Manual de calidad de aguas. Medelln:Facultad de Ingeniera Ambiental EIA, 2002. p.205.

Tabla 2 Clasificacin de los parmetros indicadores de la calidad del agua.


9

1.3 Contaminacin del agua

El agua se considera contaminada cuando su composicin o su estado natural sonafectados. Con el aumento de la poblacin y el surgimiento de la actividad industrial,la contaminacin de los ros, lagos y aguas subterrneas crece constantemente.

La calidad de agua es tan importante como su cantidad. Aunque una vez utilizada lamayora de agua retorna a sus cauces originales, inevitablemente, su calidad sedegrada. Estos efectos se muestran en la tabla 3.

Usos del agua Efectos sobre la calidad del aguaDomstico/ industrial Disminucin del oxgeno disuelto.Industria / minera Disminucin del oxgeno disuelto;

contaminacin del agua con metales ycompuestos orgnicos; drenaje cidode minas.

Termoelctrico Incremento de la temperatura del agua.Irrigacin /residuos animales Salinizacin del agua superficial y agua

subterrnea, disminucin del oxgenodisuelto.

Bsicamente los cuatro tipos de contaminacin del agua son:

Natural.

Trmica.

Por aguas negras.

Por desechos industriales.

Tabla 3. Efectos sobre la calidad del agua.

Fuente: Seoanez Calvo Mariano Ingeniera del medio ambiente aplicada al medio naturalcontinental, Segunda edicin1998, ediciones mundi-prensa


10

1.3.1 Contaminacin natural

Desde que la vida apareci sobre la faz de la tierra, el agua siempre hacontenido desechos naturales los cuales consisten, adems de los productosdel metabolismo de los organismos acuticos, en materia orgnica muertaarrastrada de la tierra a los arroyos, ros, lagos y mares.

1.3.2 Contaminacin trmica

En estos casos, la causa de la contaminacin es el calor que se descarga enun cuerpo de agua. Las fbricas y plantas elctricas arrojan materialescalientes a las aguas corrientes o estancadas, provocando alteraciones en elequilibrio natural de ellas.

Una de las consecuencias ms graves de este tipo de contaminacin es ladisminucin de oxgeno disuelto en el agua. El agua tibia no puede manteneren solucin tantos gases como el agua fra. Por consiguiente, al aumentar latemperatura disminuye la cantidad de oxgeno disuelto; cuanto menor sea lacantidad de ese gas en el agua, menor ser el nmero de organismos vivosencontrados en ellas.

1.3.3 Contaminacin por aguas negras

Esta variedad de contaminacin es causada por los desechos domsticosparcialmente purificados o no transformados.

Las aguas negras contienen desechos slidos y lquidos de procedenciahumana, adems de aquellos que comnmente se eliminan a travs de losdesages y coladeras de las viviendas, como los detergentes. Porconsiguiente, estos contaminantes estn constituidos por aguas de baos,fregaderos, lavaderos y, en general, por todos los desperdicios que escapanpor el drenaje.


11

1.3.4. Contaminacin Industrial

Existe gran nmero de industrias que de una forma o de otra utilizan el agua,de forma que al terminar el proceso industrial el lquido usado ha sidodegradado por adicin de sustancias o caractersticas fsicas contaminantes.

Es de gran importancia que los vertidos industriales sean procesados deforma que se eliminen de ellos los productos contaminantes, que se reciclen yse aprovechen o que se utilicen en aplicaciones sustitutivas.

En la mayora de las ocasiones los residuos industriales lquidos representanun riesgo potencial para el medio ambiente debido a la carga contaminanteque llevan. Esta situacin se ve agudizada en determinadas industrias, entrelas que encontramos las qumicas, las metalrgicas, las papeleras, entresotras, pues las sustancias txicas presentes en sus vertidos son difcilmentebiodegradables y precisan de un tratamiento intenso.[1]

1.4 Clasificacin de los residuos industriales lquidos

a) Con constituyentes minerales. Son efluentes que contienenfundamentalmente metales, complejos, compuestos halogenados y otra seriede sustancias inorgnicas que presentan un elevado ndice de toxicidad ypeligrosidad. Las principales actividades industriales en las que se produceeste tipo de vertidos son las vinculadas con la industria metalrgica ysiderrgica, la minera, determinados procesos de la industria petroqumica ytambin los procesos galvanoplsticos.

b) Con constituyentes orgnicos. La carga orgnica de un efluente residualpuede ser muy variada dependiendo de la actividad industrial que lo hayagenerado. Especialmente existen determinadas sustancias orgnicas, talescomo la celulosa, los taninos, los compuestos azufrados y clorados, etc., queresultan particularmente difciles de degradar, y por tanto se hace necesarioun control estricto que asegure su correcto tratamiento antes de ser vertidos.


12

Entre las actividades industriales que producen este tipo de residuos seencuentran las relacionadas con la industria farmacutica y la industriaalimentaria.

c) Con constituyentes minerales y orgnicos. Estos vertidos residualesresultan de una combinacin de los dos anteriores, por lo que adems deabarcar un amplio espectro de sustancias txicas y peligrosas tambin va arequerir un sistema mixto de tratamiento.

d) Con constituyentes de naturaleza radioactiva. Estos vertidos, debido a suespecialidad, son fcilmente localizables en determinadas actividadesrelacionadas con ciertas industrias. Las impurezas radioactivas presentanproblemas graves, por una parte a causa de su elevada peligrosidad, tantopara el hombre como para las dems formas de vida, y por otra supersistencia, pues la vida media de la mayora de los compuestos radioactivoses muy elevada.Los efluentes con sustancias radioactivas se producen por el contacto deprocesos en los que se emplean materiales radioactivos, tales como reactoresnucleares, laboratorios de investigacin, determinacin de tcnicas mdicas,etc.

e) Que producen contaminacin trmica. Este grupo se refiere a todosaquellos vertidos que una vez incorporados al receptor provocan un cambio detemperatura en ste, con el consiguiente peligro que ello comporta para laflora y la fauna acutica presentes a causa de la alteracin de las condicionestrmicas del ecosistema. Las industrias que producen este tipo de vertidosabarcan un grupo muy amplio, ya que cualquier emisin de vapor o de lquidosenfriados es suficiente para desencadenar efectos perniciosos. [13]


13

1.5 Metales y el medio ambiente

Los metales pesados se encuentran dispersos en el medio ambiente en mayorproporcin en el suelo y es a gran profundidad donde se le encuentran en grandesrocas, de donde son extrados para utilizarlos en la vida cotidiana.

Naturalmente han estado en la tierra por millones de aos y el ambiente ha estadoen completa armona con ellos mismos por que tambin los metales son partebsica del ambiente natural, sin embargo de unos 600 aos hacia la actualidad hansido explotados por el hombre y han descubierto que son elementos muyaprovechables.[5]Se denomina Metal a los elementos qumicos caracterizados por ser buenosconductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, y son slidos entemperaturas normales (excepto el mercurio y el galio). [17]Los metales se diferencian del resto de elementos, fundamentalmente en el tipo deenlace que constituyen sus tomos. Se trata de un enlace metlico y en l loselectrones forman una nube que se mueve, rodeando todos los ncleos. Este tipo deenlace es el que les confiere las propiedades de conduccin elctrica, brillo, entreotros.

1.5.1 Metales pesados

Se denominan metales pesados a aquellos cuya densidad es por lo menos cincoveces mayor que la del agua. Son elementos qumicos que poseen un peso atmicocomprendido entre 63.55 y 200.59 gr. (como se muestra en la tabla 4) y presentanuna densidad superior a 4 gr/cm3.

Aunque asociamos a los metales pesados con la contaminacin del agua y de losalimentos, en realidad son transportados en su mayor parte de un lugar a otro a


14

travs del aire, como gases o especies absorbidas en partculas materialessuspendidas.[3]

Sustancias Densidad (gr/cm3)Hg 13,5Pb 11,3Cd 8,7As 5,8H2O 1,0Mg 1,7Al 2,7

1.5.2 Contaminacin por metales pesados

La actividad industrial y minera arroja al ambiente metales txicos como Plomo,Mercurio, Cadmio, Arsnico y Cromo, muy dainos para la salud humana y para lamayora de formas de vida. Por otro lado, las aguas residuales no tratadas,provenientes de minas y fbricas, llegan a los ros, mientras los desechoscontaminan las aguas subterrneas. Cuando se desechan metales txicos en elambiente, contaminan el suelo y se acumulan en las plantas y los tejidosorgnicos.[14]La peligrosidad de los metales pesados es mayor al no ser qumica ni biolgicamentedegradables. Una vez emitidos, pueden permanecer en el ambiente durante cientosde aos. Adems, su concentracin en los seres vivos aumenta a medida que soningeridos por otros, por lo que la ingesta de plantas o animales contaminados puedeprovocar sntomas de intoxicacin. [15]

Tabla 4. Densidades de algunos importantes metales pesados y otrassustancias.

Fuente: Colin Baird, Qumica ambiental, editorial Revert, 2001


15

1.5.3 Clasificacin de los metales pesados

Dentro de los metales pesados encontramos dos grupos principales:

a) Los oligoelementos o micronutrientes.b) Los que no tienen funcin biolgica.

Los oligoelementos o micronutrientes, son aquellos que los seres vivos necesitamosen pequeas cantidades para realizar las funciones necesarias del organismo de losque se pueden destacar Arsnico (As), Boro (B), Cobalto (Co), Cromo (Cr), Cobre(Cu), Hierro (Fe), Molibdeno (Mo), Manganeso (Mn), Nquel (Ni) , Selenio (Se) y Zinc(Zn).

Los metales que no tienen ninguna funcin para los seres humanos se refiere a losmetales que en altas concentraciones resultan txicos y por ende dainos para lasalud. La toxicidad de estos metales se debe a su capacidad de combinarse con unagran variedad de molculas orgnicas, pero la reactividad de cada metal es diferentey consecuentemente lo es su accin txica.[3]1.5.4 Principales metales pesados

Dentro de los principales metales, que por presentar un mayor peligro ambientaldebido a su uso extensivo, a su toxicidad y a su amplia distribucin encontramos alMercurio (Hg), Plomo (Pb), Cadmio (Cd), Hierro (Fe) y Arsnico (As), (el Arsnico noes, realmente, un metal pero s un semimetal, ya que sus propiedades sonintermedias entre las de un metal y las de un no-metal).

A continuacin se mencionan las caractersticas de los dos metales que sernremovidos de la muestra modelo, en la celda electroqumica.


16

1.5.4.1 Plomo (Pb)

El Plomo es anftero por lo que forma sales plumbosas y plmbicas, as comoplumbitos y plumbatos. Gran parte del plomo se obtiene por reciclado de chatarrascomo las placas de bateras y de las escorias industriales como soldaduras, metalpara cojinetes, recubrimientos de cables.

La contaminacin del agua por Plomo no se origina directamente por el Plomo sinopor sus sales solubles en agua que son generadas por las fbricas de pinturas, deacumuladores, por alfareras con esmaltado, en pirotcnia, en la coloracin a vidrioso por industrias qumicas productoras de tetraetilo de Plomo (se usa comoantidetonante en gasolinas) y por algunas actividades mineras.

Las dos principales vas de acceso de los compuestos de Plomo al organismo son eltracto gastrointestinal y los pulmones. El 90 % del Plomo que se encuentra en elcuerpo humano se deposita en el esqueleto seo y es relativamente inerte, y el quepasa a travs del torrente sanguneo puede depositarse en los tejidos.

El Plomo puede afectar la sntesis de la hemoglobina y el tiempo de vida media delos glbulos rojos, as como, al sistema nervioso central y perifrico. [18]1.5.4.2 Hierro (Fe)

Es un metal maleable, tenaz, de color gris plateado y presenta propiedadesmagnticas; es ferromagntico a temperatura ambiente y presin atmosfrica. Seencuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellosmuchos xidos, y raramente se encuentra libre.

El uso ms extenso del Hierro es para la obtencin de aceros estructurales; tambinse producen grandes cantidades de Hierro fundido y de Hierro forjado. Entre otrosusos del Hierro y de sus compuestos se tienen la fabricacin de imanes, tintes(tintas, papel para heliogrficas, pigmentos pulidores) y abrasivos.


17

El Hierro puede ser encontrado en carne, productos integrales, patatas y vegetales.El cuerpo humano absorbe el Hierro de animales ms rpido que de las plantas.

Puede provocar conjuntivitis y retinitis si contacta con los tejidos y permanece enellos. La inhalacin crnica de concentraciones excesivas de vapores o polvos dexido de Hierro puede resultar en el desarrollo de una neumoconiosis benigna,llamada sideiosis. La inhalacin de concentraciones excesivas de xido de Hierropuede incrementar el riesgo de desarrollar cncer de pulmn en trabajadoresexpuestos a carcingenos pulmonares. [16]1.5.5 Toxicidad de los metales pesados

Lo que hace txicos a los metales pesados no son en general sus caractersticasesenciales, sino las concentraciones en las que pueden presentarse, y casi msimportante an, el tipo de especie que forman en un determinado medio.

Los metales mencionados antes (Hg, Pb, Cd, Fe, As) no son particularmente txicoscomo elementos libres en su forma condensada. Sin embargo, son peligrosos enforma catinica y tambin enlazados a cadenas cortas de tomos de carbono.Bioqumicamente, el mecanismo de su accin txica proviene de la fuerte afinidad delos cationes por el azufre. As, los grupos sulfhidrilo, -SH, los cuales estnpresentes comnmente en las enzimas que controlan la velocidad de las reaccionesmetablicas crticas en el cuerpo humano, se enlazan fcilmente a los cationesmetlicos ingeridos o a las molculas que contienen los metales. Debido a que elenlace resultante metal-azufre afecta toda la enzima, ste no puede actuarnormalmente y la salud humana queda afectada adversamente, y a veces de formafatal. [3]1.6 Clasificacin de los sistemas de tratamiento de agua

Cuando se quiere aplicar un sistema de tratamiento a un vertido residual se debeconsiderar, aparte de la naturaleza del vertido, una serie de aspectos como son elrendimiento de depuracin que se quiere obtener, el costo del tratamiento, entre


18

otros. Teniendo en cuenta la cantidad de factores de que depende esta eleccin secomprender que los mtodos de tratamiento disponibles son tambin variados.

Una posible forma de clasificacin agrupa a los distintos sistemas de tratamiento enfuncin al fundamento en que se basen. De este modo podemos definir tres grandesgrupos, como son los sistemas de tratamiento de carcter fsico, los de carcterqumico y los tratamientos biolgicos. Dentro de cada uno de estos grupos sepueden seguir haciendo distinciones dependiendo del principio o de la clase dereaccin en que se basa el tratamiento.

1.7 Tratamiento de residuos industriales

En general, cuando se requiere tratar un vertido antes de su eliminacin o sureutilizacin, es preciso seguir una serie de etapas para asegurar que estetratamiento resulte eficaz.

En primer lugar se debe identificar su origen, de manera que su aislamiento seproduzca desde el momento en que ha sido generado. Este paso resulta importantecuando se va a realizar un tratamiento global de todos los vertidos producidos poruna industria, pues aislndolos desde el principio se evita que se mezclen distintosefluentes, lo que podra complicar el tratamiento. Adems de la separacin lo antesposible de los vertidos industriales a tratar, tambin se debe intentar que sean lo mshomogneos posible a la hora de entrar en la unidad de tratamiento. Con ello lassustancias contaminantes estarn repartidas uniformemente en las aguas residuales,lo que va a permitir mantener un ritmo constante de tratamiento.

Finalmente, pasamos al tratamiento de los vertidos, que tiene como objetivo adecuarsu composicin para cumplir la legislacin vigente y evitar, entre otras cosas,desastres ecolgicos o peligros de tipo sanitario en el momento de su eliminacin.


19

1.7.1 Tratamientos biolgicos

Este grupo de tratamientos emplea microorganismos que llevan a cabo ladegradacin de las sustancias contaminantes del vertido, normalmente medianteprocesos oxidativos.

1.7.2 Tratamientos fsicos

Son sistemas cuyo objetivo principal es la separacin de determinadas sustanciaspresentes en un vertido en base a sus propiedades fsicas.

a) Sedimentacin: es un sistema que se emplea como pretratamiento cuandoexisten vertidos con slidos en suspensin. Se hace sedimentar la materia ensuspensin, con lo cual puede ser separada del resto del efluente en forma delodos.

b) Flotacin: Es un pretratamiento aplicado a vertidos que contienen materia ensuspensin y aire en disolucin. Si la disolucin es sometida a presin, el aireque contiene emerge a la superficie en forma de pequeas burbujas,arrastrando consigo las materias en suspensin, que pueden entonces serretiradas junto al sobrante.

1.7.3 Tratamientos qumicos

a) Reacciones de oxidacin: los procesos de oxidacin se muestran muyeficaces en la transformacin de sustancias toxicas entre otras que soninocuas o que al menos presentan menor peligrosidad.La oxidacin de una sustancia requiere de la presencia de un oxidante, quepuede ser oxgeno u otros compuestos qumicos, de manera que el oxidantese reduce al captar los electrones cedidos por la sustancia que se oxida.


20

b) Precipitacin y coagulacin: estos sistemas se emplean para retirar sustanciasprovocando su precipitacin en forma slida. Para ello, se puede aadir unasustancia que reaccione directamente con la que nos interesa, dando comoproducto una materia insoluble que precipita, o tambin se puede modificar elequilibrio de solubilidad del producto que queremos eliminar aadiendo un incomn o variando adecuadamente la temperatura para disminuir lasolubilidad.Una vez que se ha conseguido la precipitacin de la sustancia, es necesariocontar con una etapa de sedimentacin de la misma para poder proceder a suretirada.

c) Electrocoagulacin: consiste en una serie de reacciones redox que ocurren alinterior de una Celda Electroltica donde la coagulacin y desestabilizacin decoloides ocurren simultneamente.[13]

Este trabajo de investigacin est basado en el proceso de electrocoagulacin,es por eso que a continuacin se mencionan sus generalidades, mecanismos,reacciones y tipos de reactores para este proceso.

1.8 Electrocoagulacin

La electrocoagulacin es un proceso que utiliza la electricidad para eliminarcontaminantes en el agua que se encuentran suspendidos, disueltos o emulsificados.La tcnica consiste en inducir corriente elctrica en el agua residual a travs deplacas metlicas paralelas de diversos materiales (figura 1), siendo el Hierro y elAluminio los ms utilizados.

La corriente elctrica proporciona la fuerza electromotriz que provoca una serie dereacciones qumicas, cuyo resultado final es la estabilidad de las molculascontaminantes. Por lo general este estado estable produce partculas slidas menoscoloidales y menos emulsionadas o solubles. Cuando esto ocurre, los contaminantes


21

forman componentes hidrofbicos que se precipitan o flotan, facilitando su remocinpor algn mtodo de separacin secundario. Los iones metlicos se liberan ydispersan en el medio lquido y tienden a formar xidos metlicos que atraenelctricamente a los contaminantes que han sido desestabilizados.

1.8.1 Mecanismos y Reacciones de la electrocoagulacin

Durante la electrocoagulacin ocurren una serie de procesos fsicos y qumicos quepermiten la remocin de los contaminantes. Estos procesos se pueden describir de lasiguiente manera:

En los electrodos ocurren una serie de reacciones que proporcionan iones tantopositivos como negativos. El nodo provee iones metlicos. A este electrodo se leconoce como electrodo de sacrificio, ya que la placa metlica que lo conforma sedisuelve, mientras la placa que forma el ctodo permanece sin disolverse.

Figura 1. Diagrama de electrocoagulacin.Fuente: MOLLAH., Mohammad et al.

Fundamentals,present and future perspectives ofelectrocoagulation. En: Journal of Hazardous

Materials. Vol. 114, No.1-3 (Oct. 2004);

Ctodo (reduccin)nodo (oxidacin)


22

Los iones producidos cumplen la funcin de desestabilizar las cargas que poseen laspartculas contaminantes presentes en el agua. Cuando estas cargas se hanneutralizado los sistemas que mantienen las partculas en suspensin desaparecen,permitiendo la formacin de agregados de los contaminantes e iniciando as elproceso de coagulacin.

Los iones que proveen los electrodos desencadenan un proceso de eliminacin decontaminantes que se puede dar por dos vas: la primera por reacciones qumicas yprecipitacin y la segunda procesos fsicos de agregacin de coloides, quedependiendo de su densidad pueden flotar o precipitar.

Las reacciones ms importantes que pueden sufrir las partculas de contaminantesson: hidrlisis, electrlisis, reacciones de ionizacin y formacin de radicales libres.Estas reacciones cambian las propiedades del sistema agua-contaminantes, que conlleva a la eliminacin de la carga contaminante del agua.[10]A diferencia de la coagulacin qumica, proceso en el cual el coagulante esadicionado al sistema como agente qumico, en la electrocoagulacin el coagulantees formado in situ mediante las reacciones dadas por la disolucin de iones del metalque conforma el electrodo de sacrificio. La produccin de iones metlicos se da en elnodo y son los iones que, por oxidacin electroltica, dan origen a la sustanciaqumica que hace las veces de coagulante.[9]Los materiales ms comnmente utilizados como electrodos en la electrocoagulacinson Hierro y Aluminio. Por esta razn se tratarn de manera especial las reaccionesque se desarrollan manteniendo electrodos de estos dos metales en la celda. Elproceso de electrocoagulacin es afectado por diferentes factores. Entre los msimportantes se encuentran la naturaleza y concentracin de los contaminantes, el pH

del agua residual y la conductividad. Estos factores determinan y controlan lasreacciones ocurridas en el sistema y la formacin del coagulante.[10]


23

Una corriente que pasa a travs del electrodo, oxida el metal (M) a su catin (Mn+) ysimultneamente el agua es reducida a hidrgeno y el in hidroxilo (OH-) del metalformado, acta como coagulante de las impurezas. El Hidrgeno producido en elctodo forma espuma que contiene materia orgnica. Los agregados en el ctodoformados pueden ser retirados por decantacin o flotacin.

M Mn++ ne- (1)nH2O + ne- nOH- + H2 (2)M n++ OH- M(OH)n (3)

Para el caso en el cual el Hierro acta como nodo, se ha propuesto la formacinhidrxido Ferroso Fe(OH)2 como coagulante.

En el nodo se dan las reacciones:Fe (s) Fe +2(ac) + 2e- (4)

Fe+2 (ac) + 2 OH- (ac) Fe (OH)2 (s) (5)

En el ctodo:2 H2O (l) + 2e- H2 (g) + 2 OH-(ac) (6)

Reaccin global:Fe (s) + 2H2O (l) Fe (OH)2 (s) + H2 (g) (7)

Luego de la formacin de los hidrxidos de Hierro los coloides se aglomeran,especialmente aquellos con carga negativa, y posteriormente otras partculas decontaminantes interactan con estos aglomerados, siendo removidos por formacinde complejos o atracciones electrostticas.

Cuando el Aluminio acta como nodo las reacciones son las siguientes.


24

En el nodo:Al Al +3 + 3e- (8)

Al+3 (ac) + 3H2O Al (OH)3 (s) + 3H+ (ac) (9)

nAl(OH)3 Aln(OH)3n (10)

En el ctodo:3H2O + 3e- 3 H2 +3OH- (11)

Los iones Al+3 en combinacin con los OH reaccionan para formar algunas especiesmonomricas como Al(OH)2+, Al2(OH)2+, y otras polimricas, tales como Al6(OH)153+,Al7(OH)174+, Al8(OH)204+, Al13O4(OH)247+ y Al13(OH)345+ que por procesos deprecipitacin forman el Al(OH)3(s), como se muestra en la reaccin de nodo. ElAl(OH)3(s) es una sustancia amorfa de carcter gelatinoso, que expone una gran reasuperficial con propiedades absorbentes y que es propicia para los procesos deadsorcin y atraccin de las partculas contaminantes. [6]1.8.2 Tipos de reactores para electrocoagulacin

Los reactores para la electrocoagulacin pueden clasificarse en primera instanciacomo reactores tipo Batch o reactores de sistema continuo. La seleccin de uno deestos tipos de reactor depende de las caractersticas del contaminante y de suconcentracin, as como de las cantidades de agua residual a tratar.

Analizando el reactor tipo Bach, encontramos que ste debe operar con un volmendeterminado de agua residual para tratar en un ciclo. Tiene como desventaja que suscondiciones cambian con el tiempo, pero tiene tambin la ventaja de ser simple y debajo costo para el tratamiento localizado de aguas.

Una segunda clasificacin de los reactores est dada en funcin de la flotacin. Unavez que el contaminante ha sufrido el proceso de coagulacin existen dos formas de


25

separarlo del medio acuoso, a saber: flotacin y sedimentacin. As pues, losreactores pueden disearse como reactores con slo coagulacin, o con coagulaciny flotacin. Son llamados reactores de slo coagulacin aquellos que no aprovechanla electrocoagulacin para generar burbujas que separen los agregados (flculos) delcontaminante por flotacin, mientras que los reactores en los que se aprovechan lasburbujas generadas para realizar la flotacin de los agregados del contaminante,reciben el nombre de reactores de coagulacin y flotacin. La separacin porsedimentacin es la ms comn.[7,11]Se ha observado que cuando en el reactor se usan dos placas, una como nodo yotra como ctodo, no se presenta una buena disolucin de iones metlicos. Paramejorar esta disolucin se debe aumentar el rea superficial de los electrodos, locual se logra aumentando el nmero de placas, disponindolas en serie en formaparalela monopolar o bipolar [4,8]como se muestra en la figura 2.

Existen otros tipos de reactores para la electrocoagulacin. Uno de ellos es el tipofiltro prensa, constituido por un par de marcos. Uno de ellos soporta el nodo y elotro el ctodo en forma de placas, de manera que su acople forma una cmara comose muestra en la figura 3. El agua a ser tratada entra por la parte lateral a la cmaray es inducida a flujo turbulento, para incrementar la eficiencia del proceso. Estesistema hace que su operacin y mantenimiento sean relativamente simples.[2]

Figura 2. Reactores para electrocoagulacin tipo Batch:(a) Reactor con electrodos monopolares conectados en paralelo,(b) Reactor con electrodos monopolares conectados en serie.Fuente: Jiang,Jia-Qian. et al. Laboratory study of electro-coagulationflotation forwater treatment. In: Water Research. Vol. 36, No. 16 (sep. 2002).


26

Para la remocin de metales se usa el reactor de electrodo cilndrico rotativo, en elcual el ctodo gira en el centro de la celda y el nodo se encuentra fijo, como semuestra en la figura 4.

Esta disposicin permite aumentar la transferencia de masa en los electrodos yremover partculas de metal del ctodo. Finalmente, tambin es usado para laremocin de metales el reactor de lecho fluidizado, mostrado en la figura 5. stepermite aumentar el rea especfica superficial, mejorando la eficiencia del proceso.

Figura 4. Reactor de electrodo cilndrico rotativo Figura 5. Reactor de lecho fluidizadoFuente: Jiang,Jia-Qian. et al. Laboratory study of electro-coagulationflotation for water treatment.

In: Water Research. Vol. 36, No. 16 (sep. 2002).

Figura 3. Reactor tipo filtro prensa.Fuente: Jiang,Jia-Qian. et al. Laboratory study of electro-coagulationflotation for water treatment. In: Water Research. Vol. 36, No. 16 (sep. 2002).

Captulo II Metodologa

27

II. METODOLOGA2.1 Diseo y construccin de celda de electrocoagulacin

Despus de haber llevado a cabo una investigacin acerca de trabajos realizadosanteriormente en el mbito de la electrocoagulacin se decidi trabajar con unsistema que opera como reactor Batch, utilizando como electrodos placas de hierro yaluminio por ser stas las ms utilizadas, efectivas y al alcance en el mercado.

La celda electroltica cuenta con capacidad para tratar dos litros de agua, en la cuallos electrodos son sumergidos y conectados a una fuente de corriente directa. Lacelda es colocada sobre una parrilla de agitacin magntica para que proporcioneagitacin al agua a ser tratada, todo esto colocado sobre una base de madera demedidas 75 x 50 cm.

2.1.1 Celda de electrocoagulacin

La celda de electrocoagulacin fue diseada para tratar dos litros de agua tienedimensiones rectangulares de 15 cm de profundidad por 13.5 cm de ancho y 13.5 cmlargo, cuenta con dos zonas principales, la zona donde se encuentran los electrodos,llamada zona de reacciones y la zona donde se localizan los sedimentos. Como semuestra en la figura 6.

Figura 6. Dimensiones de la celda de electrocoagulacin.


28

La celda cuenta con dos orificios de salida, para tomar las muestras a ser analizadas,encontrndose una en cada zona.

2.1.2 Electrodos

Se dispuso a usar electrodos de Hierro y Aluminio al ser ms comnmentemencionados en la bibliografa analizada como con los que se obtienen mejoresresultados, as mismo que son fciles de encontrar a un precio accesible.

Los electrodos se disearon como placas rectangulares con medidas de 9 cm delargo y 6.5 cm de ancho y un espesor de 0.1 cm; aplicando la frmula para laobtencin del rea se obtiene:

= LxA (12)DondeL = Largo de la placa (cm).A= Ancho de la placa (cm).Sustituyendo en ecuacin 12 se obtiene:

= 9 cm x 6.5 cm = 58.5 cmSe estableci una distancia de electrodos a la cara lateral de 2.25 cm

El nmero de electrodos se determin suponiendo una distancia mxima entreelectrodos de 15 mm, ms 1 mm de espesor de cada placa de acuerdo a la siguientefrmula.

. = (Ancho celda) 2 (dist. electrodos a cara lateral)(dist.mxima entre electrodos + espesor de placa)Sustituyendo los valores en la ecuacin 13 se obtiene:

. = (135) 2 (22.5)(15 + 1) = 5.625 6

(13)


29

Es as como se procede a utilizar 6 placas, 3 de ellas de Hierro (ctodo) y las otras 3de Aluminio (nodo), con medidas de 9 por 6.5 cm de ancho, de forma intercalada yen paralelo.

2.1.3 Fuente de voltaje

La fuente de voltaje es de corriente directa, una pila de 9 volts ya que es un voltajepromedio utilizada en la bibliografa y con la que se obtuvieron buenos resultados.

Para conectar los electrodos a la fuente de voltaje se realiz un circuito utilizandocable del No 12 y 6 pinzas pasa corriente, todo esto sujetndolo a una base demadera con medidas de 20 x 10 cm, haciendo la funcin de porta electrodos.

El voltaje es medido con un Multmetro marca Wavetek modelo 15XL.

En la figura 7. Se observa la representacin grfica de los componentes del sistemade la celda de electrocoagulacin.

J

Figura 7. Componentes del sistema de electrocoagulacin.

A. Celda deelectrocoagulacin.

B. Electrodos.C1. Vlvula de toma de

muestra.C2. Vlvula de salida de lodos.D. Porta electrodos.E. Parrilla de agitacin.F. Multmetro.G. Cronmetro.H. Fuente de voltaje.I. Cables de conexin.J. Base


30

2.2 Procedimiento de operacin para la celda de electrocoagulacin

1. Verifique que la corriente elctrica sea de 110 V.2. Verifique que las vlvulas estn cerradas.3. Colocar el agitador magntico dentro de la celda de electrocoagulacin.4. Colocar los electrodos alternando un electrodo de Aluminio y uno de

Hierro a una distancia de 1.5 cm.5. Verificar el voltaje de la pila.6. Colocar la muestra modelo dentro de la celda de electrocoagulacin.7. Conectar el multimetro a los electrodos para verificar que el voltaje

permanezca estable.8. Conectar la parrilla de agitacin.9. Encender la parrilla de agitacin.10.Conectar la pila de 9V.11.Para la toma de muestra solo abra la vlvula C1.

2.3 Muestras modelo

Se decidi utilizar xido de Plomo (PbO) y cloruro Ferroso (FeCl2) despus deanalizar diversos reactivos disponibles en el laboratorio A de la Facultad de CienciasQumicas de la Universidad Veracruzana, ya que estos presentaron uncomportamiento estable (ver ANEXO B).

Se prepar una solucin madre de 1000 ppm de xido de Plomo (PbO) y a partir deella se obtuvieron 5 muestras a concentraciones de 0, 10, 15, 20, 25 y 30 ppm paraconstruir su curva de calibracin.

Para el caso de Hierro se prepar tambin una solucin madre de 1000 ppm decloruro Ferroso (FeCl2) al igual que el caso anterior se obtuvieron 5 muestras aconcentraciones de 0, 10, 15, 20, 25 y 30 ppm para su curva de calibracin (verANEXO C).


31

2.4 Tcnica de muestreo y principio de evaluacin

Para el anlisis de resultados se toman 6 muestras, la primera muestra antes de serintroducida en la celda de electrocoagulacin, la siguiente muestra ser despus delos primeros 10 minutos y a continuacin a los 15, 20, 25 y 30 minutos midiendo surespectivo pH con tiras reactivas. El principio para la determinacin de remocin delos metales se llevar a cabo por espectrofotometra.

La espectrofometra se refiere a la medicin relativa de la luz transmitida como unafuncin de longitud de onda. Las mediciones son relativas porque la intensidad de luztransmitida por el material muestra (Is) est relacionada con la intensidad de la luztransmitida por el material de referencia (Ir) o blanco.

La transmitancia, entonces es la relacin entre Is/Ir. Por la ley de Beer, latransmitancia (T) est relacionada inversamente proporcional con la concentracin(C) de la sustancias absorbentes y la longitud del paso de luz (b) a travs de lamuestra.

T = Is/Ir = 10- abc (14)

2.4.1 Transmitancia y absorbancia

Cuando un rayo de luz de una determinada longitud de onda de intensidad l0 incideperpendicularmente sobre una disolucin de un compuesto qumico que absorbe luz,el compuesto absorber una parte de la radiacin incidente (la) y dejar pasar el resto(lt), de forma que se cumple: (figura 9).

= l + l (15)


32

Se define transmitancia, T, como la fraccin de radiacin incidente que consigueatravesar la muestra. Vara de 0 a 1 y puede expresarse tambin como porcentaje:

= ll ; T = ll 100Un parmetro de mayor utilidad prctica es la absorbancia, A, definida como= log T = logLa absorbancia es un concepto ms relacionado con la muestra puesto que nosindica la cantidad de luz absorbida por la misma.

La absorbancia es directamente proporcional a la longitud del camino b a travs de lasolucin y la concentracin c de la especie absorbente. Estas relaciones se dancomo:

A = abc

Figura 8. Representacin grafica de la Absorbancia.

(16)

(17)

(18)


33

Esta ecuacin se mantiene para soluciones verdaderas. Pues partculas ensuspensin pueden causar errores. Estas absorben y dispersan luz pero de unaforma no relacionada a la ley de Beer.

Generalmente se desean los resultados en absorbancia para relacionarlosdirectamente con la concentracin por la ley de Beer, Absorbancia es igual a laabsortividad por longitud de paso por concentracin. Cuando el modo absorbancia esusado, el blanco generalmente usado para ajustar a cero la absorbancia, losresultados para los estndares conocidos y las muestras desconocidos enabsorbancia. Se puede construir una curva con los valores de absorbancia contra losvalores de concentracin de los estndares.La concentracin de las muestras desconocidas se obtendr interpolando los valoresde absorbancia en la curva estndar construida.

Las mediciones de absorbancia son muy tiles para estudios cinticos y parareacciones que no cumplen con la ley de Beer y por lo tanto no tienen una curvaestndar lineal.

El equipo a usar es el espectrofotmetro Varian Cary 50 UV-Vis, (Figura 10) con lse llevarn a cabo las lecturas de absorbancia de las muestras de agua a tratar.

Figura 9. Espectrofotmetro Varian Cary 50 UV-Vis.Fuente: Facultad de Ciencias Qumicas.


34

2.4.2 Uso del espectrofotmetro

Para obtener longitud de onda.

1. Ir a inicio y dar click en Scan.2. Dar click en preparar.3. Controles de barridos medios dar click ok.4. Dar click en el icono cero.5. Colocar el blanco en la celda (agua destilada).6. Dar ok en el icono cero.

7. Dar click iniciar y dar ok.8. Proporcionar un nombre (crear carpeta).9. Dar nombre a la muestra y presionar ok.10.Cambiar muestra y dar ok.11.Dar click iniciar.12.El equipo proporciona el grafico obtenido y la mayor absorbancia.13.Cerrar programa.

Lectura de muestras

1. Ir a inicio y dar click en simple Reads.2. Dar click en preparar y escribir la longitud de onda, dar ok.3. Colocar el blanco (agua destilada).4. Retirar el blanco.5. Correr muestra y dar click en leer.6. Guardar el informe en una carpeta.7. Sacar la muestra.8. Cerrar programa.

Captulo III. Resultados

35

III. RESULTADOS

En este captulo se presentan los resultados obtenidos en la remocin de metalespesados en una celda de electrocoagulacin.

Se llevo a cabo la remocin de Plomo de una solucin de xido de Plomo (PbO) yhierro de una solucin de cloruro Ferroso (FeCl2) ambas en solucin acuosa.

3.1 Construccin y costo de equipo diseado

El montaje de la celda de electrocoagulacin puede apreciarse en la figura 10.

Figura 10. Montaje del sistema de electrocoagulacin.


36

Las muestras problemas fueron ledas en el espectrofotmetro Varian Cary 50 UV-Vis para la obtencin de las concentraciones para lo cual primero fue necesariodeterminar las longitudes onda para su respectivas lecturas, siendo para el xido deplomo (PbO) 257 nm; mientras que para la solucin de cloruro Ferroso fue de 228.9nm.Para la construccin de la celda de electrocoagulacin se utilizaron los materialesenunciados en la tabla 5, de igual manera se indica el costo de cada uno de ellos.

Haciendo un anlisis de los costos la inversin fue de $393.00 ya que se utilizaronmateriales econmicos.

MATERIAL COSTOBase de madera de 75 x 50 cm $ 75.00Base de madera 20 x 10 cm 20.00Barniz 30.00Brocha 15.001 m de cable N 12 16.001 contenedor de polietileno 15.00Sujetadores 15.006 pinzas pasa corriente 45.00Cinta de aislar 30.00Llaves para toma de muestra 24.00Adaptador de pila de 9 V. 5.00Pila de 9 V. 50.003 electrodos de aluminio 21.003 electrodos de hierro 21.00Lija 11.00TOTAL $ 393. 00

Tabla 5. Costos de fabricacin de celda de electrocoagulacin.


37

3.2 Remocin de Plomo

Para la remocin de Plomo primero se realiz la curva de calibracin de xido dePlomo (PbO) con concentraciones de 0, 10, 15, 20, 25 y 30 ppm. Con estos datos seobtuvo la figura 11.

En este grafico se muestra una correlacin de 0.9943 lo cual indica que tiene un99.43% de confiabilidad en los resultados.

y = 0.0007x - 0.0007R = 0.9943

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

ppm

Figura 11. Curva de calibracin de xido de Plomo (PbO).


38

3.2.1 Remocin de Plomo utilizando como nodo Aluminio y ctodo Hierro

Se prepararon 2 litros de soluciones de xido de Plomo a concentraciones de 20, 25y 30 ppm presentando un pH inicial de 6, una temperatura de 22C. Las cuales sehicieron pasar por la celda de electrocoagulacin siendo el nodo el Aluminio y elctodo el Hierro, el voltaje aplicado fue de 9V. Teniendo como tiempo de reaccin 30minutos tomndose muestras a los 0, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos.

Al finalizar el proceso se obtuvo un aumento de pH pasando a ser de 6.5.

3.2.1.1 Remocin de Plomo de la solucin de xido de Plomo a 20 ppm delsistema nodo Aluminio y ctodo Hierro.

En la figura 12 se puede observar que la absorbancia presentada al final del procesode electrocoagulacin es menor a la inicial, por lo cual se muestra que existe unaefectiva remocin de xido de Plomo de 90%. Pasando de una concentracin inicial

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0.009

0.01

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

Tiempo (minutos)

Figura 12. Curva de absorbancia de la solucin de xido de Plomo (PbO) a 20 ppm delsistema nodo Aluminio y ctodo Hierro.


39

de 20 ppm a 1.8 ppm, aun con sta disminucin de concentracin no entra bajo losparmetros indicados en la norma NOM-127-SSA1-1994 ver anexo A.


En la figura 13 se observa que hay un ligero aumento en la concentracin al final deltiempo de reaccin, lo cual se le atribuye a la formacin de Hidrxido de Aluminio.

Sin embargo la remocin de Plomo al final de los 30 minutos de reaccin fue de un92%. Pasando de una concentracin inicial de 25 ppm a 1.8 ppm, a pesar de esto noentra bajo los parmetros indicados en la norma NOM-127-SSA1-1994 ver anexo A.

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

Tiempo (minutos)



40


La figura 14 muestra la disminucin de absorbancia de 58% siendo la muestra quemenos remocin de Plomo mostr, ya que de una concentracin inicial de 30 ppmfinaliz con 11.9 ppm a pesar de esto no entra bajo los parmetros indicados en lanorma NOM-127-SSA1-1994 (ver anexo A).

La variacin observada en la linealidad de la grfica se le atribuye a la formacin denuevos enlaces donde interviene el hidrxido de aluminio y de nueva cuenta seregistra la ruptura de dichos enlaces al final de la reaccin.

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

Tiempo (minutos)



41

3.2.2 Remocin de Plomo utilizando como nodo Hierro y ctodo Aluminio

Se prepararon 2 litros de solucin de xido de Plomo a concentracin de 20 ppmpresentando un pH inicial de 6, una temperatura de 22C. Las cuales se hicieronpasar por la celda de electrocoagulacin siendo el nodo el Hierro y el ctodo elAluminio, el voltaje aplicado fue de 9V. Teniendo como tiempo de reaccin 30minutos tomndose muestras a los 0, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos.


3.2.2.1 Remocin de Plomo de la solucin de xido de Plomo a 20 ppm delsistema nodo Hierro y ctodo Aluminio

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

Tiempo (minutos)

Figura 15. Curva de absorbancia de la solucin de xido de Plomo (PbO) a 20 ppm del sistemanodo Hierro y ctodo Aluminio.


42

Como muestra la figura 15 la absorbancia se increment considerablemente debido aque el Aluminio al ser menos electronegativo que el Hierro no puede atraer lasmolculas de plomo, termodinmicamente se justifica obteniendo la energa libre deformacin la cual nos indica cuando es posible que se lleve a cabo una reaccin.

De la ecuacin

= - (19)

Para la reaccin: ( ) + ( ) ( ) + ( ) +Se sustituyen los valores en la ecuacin 19 obteniendo,

2(696.39) + (427.97) + 0 [2(484.5) 183.75 + 3(237.13)] =1820.75 + 1864.14 = 43.39 = 43.39 Kj/mol

Del resultado anterior se concluye que la reaccin no puede ser posible al obtenerseun resultado positivo en el valor de energa libre de formacin, por tal motivo ya no secontino probando esta misma combinacin de electrodos para muestras de Plomocon otras concentraciones.


43

3.2.3 Clculos de la remocin de Plomo de la muestra modelo

A partir de la ecuacin obtenida en la curva de calibracin se sustituyen lasabsorbancias y se obtienen las concentraciones finales de la muestra modelo.

De la ecuacin:y = 0.0007x - 0.0007 (20)

Se despeja y se obtiene la ecuacin:= .. (21)Donde:

y= Absorbancia

x= ppm

Aplicando las ecuaciones anteriores (20 y 21) se obtienen los resultados de la tabla6. en la remocin de Plomo.

Como se puede observar en las figuras de la 12 a 15 la combinacin de electrodosque mejores resultados arroj para la remocin del Plomo, fue la combinacin nodo-Aluminio y el ctodo-Hierro. Mostrando mejor remocin en las muestras conconcentracin de 20 y 25 ppm a los 30 minutos del proceso.

Concentracininicial de xidode Plomo (ppm)

Concentracinfinal de xidode Plomo (ppm)

xido de Plomoremovido en la

celda deelectrocoagulacin

(ppm)

xido de Plomoremovido en la


(%)

Concentracinfinal de Plomo

(ppm)

20 2 18 90 1.825 2 23 92 1.830 12.85 17.15 57.16 11.9

Tabla 6. Concentraciones finales de xido de Plomo (PbO) y Plomo (Pb) a partir de laelectrocoagulacin utilizando como nodo Aluminio y ctodo Hierro.


44

3.3 Remocin de Hierro

Para la remocin de Hierro primero se realiz la curva de calibracin de cloruroFerroso (FeCl2) con concentraciones de 0, 10, 15, 20, 25 y 30 ppm. Con estos datosse obtuvo la figura 16.

Como se muestra en la figura 16 existe una correlacin de 0.9974 lo cual indica un99.74% de confiabilidad en nuestros resultados.

y = 0.0043x + 0.0009R = 0.9974

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0 5 10 15 20 25 30 35

Abaso

rbanci

a

ppm

Figura 16. Curva de calibracin de Cloruro Ferroso (FeCl2).


45

3.3.1 Remocin de Hierro utilizando como nodo Aluminio y ctodo Hierro

Se prepararon 2 litros de solucin de Cloruro Ferroso (FeCl2) a concentracin de 20ppm presentando un pH inicial de 6, una temperatura de 22C. Las cuales se hicieronpasar por la celda de electrocoagulacin siendo el nodo el Aluminio y el ctodo elHierro, el voltaje aplicado fue de 9V. Teniendo como tiempo de reaccin 30 minutostomndose muestras a los 0, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos.


3.3.1.1 Remocin de Hierro de la solucin de Cloruro Ferroso a 20 ppm delsistema nodo Aluminio y ctodo Hierro.

Como se puede ver en la figura 17 el incremento de las lecturas de absorbancia esconstante, y al final del tiempo de reaccin el cloruro Ferroso (FeCl2) no esremovido. Termodinmicamente esto se puede justificar obteniendo la energa librede formacin la cual nos indica cuando es posible que se lleve a cabo una reaccin.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

Tiempo (minutos)

Figura 17. Curva de absorbancia de la solucin de Cloruro Ferroso a 20 ppm del sistema nodoAluminio y ctodo Hierro.


46

De la reaccin: ( ) + ( ) +Se sustituyen los valores en la ecuacin 19 obteniendo,

3(696.39) + (121.44) [3(1142.79) + 3(304.02)] =2210.61 + 4340.43 = 2129.81 = 2129.81 Kj/mol

Del resultado anterior se concluye que la reaccin no puede ser posible al obtenerseun resultado positivo en el valor de energa libre de formacin, debido a esto ya no secontino probando esta misma combinacin de electrodos para muestras de CloruroFerroso con otras concentraciones.

3.3.2 Remocin de Hierro utilizando como nodo Hierro y ctodo Aluminio

Se prepararon 2 litros de soluciones de Cloruro Ferroso a concentraciones de 20, 25y 30 ppm presentando un pH inicial de 6, una temperatura de 22C. Las cuales sehicieron pasar por la celda de electrocoagulacin siendo el nodo el Hierro y elctodo el Aluminio, el voltaje aplicado fue de 9V. Teniendo como tiempo de reaccin30 minutos tomndose muestras a los 0,10, 15, 20, 25 y 30 minutos.

Al finalizar el proceso se obtuvo un aumento de pH pasando a ser de 7.


47

3.3.2.1 Remocin de Hierro de la solucin de Cloruro Ferroso a 20 ppm delsistema nodo Hierro y ctodo Aluminio.

Se observa en la figura 18 en los primeros 10 minutos la absorbancia de CloruroFerroso disminuye de manera considerable para el tiempo final removerse un 75%.Pasando de una concentracin inicial de 20 ppm a 2.20 ppm como concentracinfinal. Con la concentracin final obtenida no se cumple con la norma NOM-127-SSA1-1994, ver Anexo A.

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

Tiempo (minutos)

Figura 18. Curva de absorbancia de la solucin de Cloruro Ferroso (FeCl2) a 20 ppm delsistema nodo Hierro y ctodo Aluminio.


48


En este caso en la figura 19 se observa que la disminucin de absorbancias es msnotable en los primeros 10 minutos, ya que a partir del minuto 15 la concentracin semantiene constante, para el termino de la reaccin pasar de una concentracin inicialde 25 ppm a 0.29 ppm al final de la reaccin. Teniendo un 97% de remocin total deplomo. Cumpliendo con los parmetros establecidos en la norma NOM-127-SSA1-1994.

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

Tiempo (minutos)



49


En la figura 20 se muestra que la concentracin disminuye de manera considerablelos primeros 20 minutos de la reaccin y de la misma manera que en el caso delPlomo a partir del minuto 25 sta se incrementa, esto se debe a la formacin denuevos enlaces donde interviene el hidrxido de Hierro y de nueva cuenta se registrala ruptura de dichos enlaces al final de la reaccin, para alcanzar en el minuto 30 unaremocin de 70% lo cual constituye que pasa de tener una concentracin inicial de30 ppm a una final de 4 ppm, con este valor de concentracin final no cumple conlos valores establecidos en la norma NOM-127-SSA1-1994.

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0 5 10 15 20 25 30 35

Absor

banci

a

Tiempo (minutos)



50

3.3.3 Clculos de la remocin de Hierro de la muestra modelo

A partir de la ecuacin obtenida en la curva de calibracin se sustituyen lasabsorbancias y se obtienen las concentraciones finales de la muestra modelo.

De la ecuacin:y = 0.0043x - 0.0009 (22)

Se despeja y se obtiene la ecuacin:= y + 0.0000.0043Donde:

y= Absorbanciax= ppm

Aplicando las ecuaciones anteriores (22 y 23) se obtienen los resultados de la tabla17. en la remocin de Hierro.

Concentracininicial deCloruro

Ferroso (ppm)

Concentracinfinal deCloruro

Ferroso (ppm)

Cloruro Ferrosoremovido en la


(ppm)

Cloruro Ferrosoremovido en la


(%)

Concentracinfinal de Hierro

(ppm)

20 5 15 75 2.2025 0.67 24.33 97.32 0.2930 9.09 20.91 69.7 4

Tabla 7. Concentraciones finales de Cloruro Ferroso (FeCl2) y Hierro (Fe) a partir de laelectrocoagulacin utilizando como nodo hierro y ctodo aluminio.

(23)


51

A partir de las figura 17 se puede determinar que para la remocin del hierro lacombinacin de electrodos utilizando el aluminio como nodo y el hierro como ctodono se obtuvo remocin en la muestra. Sin embargo como se aprecia en las figuras18, 19 y 20 la combinacin de electrodos de Hierro como nodo y el aluminio comoctodo si presentan una remocin significativa de hierro, observando que como en elcaso del plomo la mayor remocin se lleva a cabo en la muestra con concentracinde 25 ppm en un tiempo de 30 minutos.

3.4 Comparacin del proceso de electrocoagulacin para la remocin dePlomo y Hierro

Comparando la remocin del proceso de electrocoagulacin entre el Plomo y elhierro se obtiene la figura 21.

En la figura anterior se puede observar que el proceso de electrocoagulacin fue msefectivo en la remocin de Hierro ya que al ser este metal ms electronegativo tiendea reaccionar ms fcilmente para la formacin de nuevos enlaces.

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35

Conce

ntraci

n (p

pm)

Tiempo (minutos)

PlomoHierro

Figura 21. Comparacin del proceso de remocin de Plomo y Hierro mediante la electrocoagulacin.


52

3.5 Comparacin de remocin de Hierro entre los mtodos deelectrocoagulacin y utilizacin de cascara de huevoAl trmino de las pruebas se llevo a cabo la comparacin de eliminacin de Hierropor estos dos mtodos comparando los resultados de remocin con cscara dehuevo de la tesis titulada Remocin de metales pesados (Fe,Cr) en solucin acuosamediante la cscara de huevo en la cual los resultados obtenidos se muestran enlas figuras 22 y 23.

Se puede apreciar que hubo mejor remocin de Hierro con el mtodo de cscara dehuevo, a pesar de ello se observa tambin que si hubo una gran disminucin en laconcentracin de Hierro en los dos mtodos.

0

5

10

15

20

25

ConcentracinInicial (ppm)

Concentracinfinal (ppm)

ConcentracinInicial (ppm)

Concentracinfinal (ppm)

Remocin de Fe con cascara dehuevo

Remocin de Fe conElectrocoagulacin

Conce

ntraci

n (p

pm)

Figura 22. Comparacin del proceso de remocin de Hierro entre los mtodosde electrocoagulacin y utilizacin de cascara de huevo en solucin de 20 ppm.

Conclusiones

53

CONCLUSIONES

Existen distintos mtodos para la remocin de metales pesados, la coagulacin y laelectrocoagulacin son ejemplo de ello, con la diferencia de que en la coagulacin esnecesario adicionar reactivos qumicos, que adems de ser una inversin, algunasveces es necesario utilizar un mtodo alternativo para la remocin de dichoscoagulos; esta es una ventaja de la electrocoagulacin ya que el coagulante esgenerado in situ, esto quiere decir que se genera en las reacciones electroqumicasen el electrodo de sacrificio.

Para construccin de la celda de electrocoagulacin se utilizaron materiales de fcilobtencin y econmicos por lo cual la inversin no represent un alto costo.

Es importante sealar que la combinacin de electrodos vara para los tipos demetales que contenga la muestra, obteniendo mejores resultados para la remocinde Plomo la combinacin de nodo-Aluminio y ctodo-Hierro, siendo para el Hierro elnodo-Hierro y ctodo-Aluminio.

Se pudo comprobar que la electrocoagulacin es un mtodo efectivo, pero encomparacin con el mtodo de remocin de metales pesados utilizando cascara dehuevo, el mtodo de electrocoagulacin tuvo una menor remocin para el hierro, noobstante durante el trabajo de investigacin se logr obtener hasta un 92% en laremocin de Plomo mientras que en el Hierro alcanzo un 97.32%, con esto podemosconcretar que los objetivos planteados al inicio de este trabajo fueron cumplidos.

As mismo se sugiere este mtodo de remocin de metales pesados para eltratamiento de aguas procedentes de la industria metalrgica, siderrgica,galvanoplstica, por citar ejemplos ya que en dichas industrias los metales sonmayormente utilizados, siendo estos encontrados en las aguas residualesprocedentes de sus respectivos procesos.

Bibliografa.

54

BIBLIOGRAFALibros[ ] Adame Romero Aurora, Saln Pascual Daniel A. contaminacin ambientalEditorial Trillas.[ ] Chen, Guohua. Electrochemical technologies in wastewater treatment. In:Separation and Purification Technology. Vol. 38, No. 1 (jul. 2004); p. 1141.[ ] Colin Baird, Qumica ambiental, Editorial Revert, 2001.[ ] GE, Jiantuan et al. New bipolar electrocoagulation electroflotation process forthe treatment of laundry wastewater. In: Separation and Purification

Technology. Vol.36, No. 1 (apr. 2004); p.3339.

[ ] Gerard Kiely 1998, Ingeniera ambiental fundamentos, entornos, tecnologas ysistemas de gestin. Editorial Mc Graw Hill.[ ] Holt, Peter; Barton, Geoffrey and Mitchell, Cynthia. Electrocoagulation a s aWastewater Treatment. In: Annual Autralian Environmental Engineeringresearch. (3: 1999: Castlemaine, Victoria). Proccedings The Third AnnualAustralian Environmental Engineering Research Event. Castlemaine, Victoria:The Event, 1999.[ ] Holt, Peter K.; Barton, Geoffrey W. and Mitchell, Cynthia A. The future forelectrocoagulation as a localised water treatment technology. In:ChemosphereVol.59, No. 3 (apr. 2005); p.355367.[ ] Jiang, Jia-Qian. et al. Laboratory study of electro-coagulationflotation for watertreatment. In: Water Research. Vol. 36, No. 16 (sep. 2002); p.4064 4078.

[ ] Larue, O. et al. Electrocoagulation and coagulation by iron of latex particles inaqueous suspensions.In: Separation and Purification Technology. Vol. 31, No. 2(may.2003)[ ] Mollah, M. Yousuf A., et al. Electrocoagulation (EC)--Science and applications.In: Journal of Hazardous Materials. Vol. 84, No. 1 (jun. 2001);[ ] Rajeshwar, Krishnan and Ibanez, Jorge. Environmental electrochemistry:Fundamentals and Applications in pollution abatement. San Diego, California:Academic Press limited, 1997. 776p.

Bibliografa.

55

[ ] Restrepo Meja, Ana Patricia y Tobn Meja, Olga Lucia. Manual de calidad deaguas. Medelln Facultad de Ingeniera Ambiental EIA, 2002. 354 p.[ ] Seoanez Calvo Mariano Ecologa industrial, ingeniera medioambientalaplicada a la industria y a la empresa, Segunda edicin1998, ediciones mundi-prensa

Pginas web[ ] http:// www.cemeycom.org/metales-pesados.html[ ] http:// www.fcyt.umss.edu.bo/docentes/29/practicas/practica4.pdf[ ] http://www.lenntech.es/periodica/elementos/fe.htm#ixzz1G21nxjEW[ ] http:// www.quimibasicuabcveteri.galeon.com/aficiones2104495.html[ ] http:// www.sagan-gea.org/hojared_AGUA/paginas/15agua.html[ ] http:// www.teach.fcps.net/Webquests/Water%20Cycle/el_ciclo_del_agua.htm

Anexos

56

ANEXOSA. NORMATIVIDADDe acuerdo a la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, "Salud ambiental,agua para uso y consumo humano, lmites permisibles de calidad y tratamientos aque debe someterse el agua para su potabilizacin".Descripcin: el abastecimiento de agua para uso y consumo humano con calidadadecuada es fundamental para prevenir y evitar la transmisin de enfermedadesgastrointestinales y otras, para lo cual se requiere establecer lmites permisibles encuanto a sus caractersticas bacteriolgicas, fsicas, organolpticas, qumicas yradiactivas.Objetivo y campo de aplicacinEsta Norma Oficial Mexicana establece los lmites permisibles de calidad y lostratamientos de potabilizacin del agua para uso y consumo humano, que debencumplir los sistemas de abastecimiento pblicos y privados o cualquier persona fsicao moral que la distribuya, en todo el territorio nacional.ReferenciasNOM-008-SCF1-1993 "Sistema General de Unidades de Medida".Lmites permisibles de calidad del aguaLmites permisibles de caractersticas bacteriolgicasEl contenido de organismos resultante del examen de una muestra simple de agua,debe ajustarse a lo establecido en la Tabla A.1.Bajo situaciones de emergencia, las autoridades competentes deben establecer losagentes biolgicos nocivos a la salud a investigar.

CARACTERSTICA LIMITE PERMISIBLEOrganismos coliformes totales 2 NMP/100 ml

2 UFC/100 mlOrganismos coliformes fecales No detectable NMP/100 ml

Cero UFC/100 mlTabla A.1.

Anexos

57

Los resultados de los exmenes bacteriolgicos se deben reportar en unidades deNMP/100 ml (nmero ms probable por 100 ml), si se utiliza la tcnica del nmeroms probable o UFC/100 ml (unidades formadoras de colonias por 100 ml), si seutiliza la tcnica de filtracin por membrana.Lmites permisibles de caractersticas fsicas y organolpticasLas caractersticas fsicas y organolpticas debern ajustarse a lo establecido en laTabla A.2.

CARACTERSTICA LIMITE PERMISIBLEColor 20 unidades de color verdadero en la

escala de platino-cobalto.Olor y sabor Agradable (se aceptarn aquellos que

sean tolerables para la mayora de losconsumidores, siempre que no seanresultados de condiciones objetablesdesde el punto de vista biolgico oqumico).

Turbiedad 5 unidades de turbiedad nefelomtricas(UTN) o su equivalente en otro mtodo.

Tabla A.2.

Anexos

58

Lmites permisibles de caractersticas qumicasLos lmites se expresan en mg/l, excepto cuando se indique otra unidad.

CARACTERSTICA LIMITE PERMISIBLEAluminio 0.20Arsnico 0.05Bario 0.70Cadmio 0.005Cianuros (como CN-) 0.07Cloro residual libre 0.2-1.50Cloruros (como Cl-) 250.00Cobre 2.00Cromo total 0.05Dureza total (como CaCO3) 500.00Fenoles o compuestos fenlicos 0.001Fierro 0.30Fluoruros (como F-) 1.50Manganeso 0.15Mercurio 0.001Nitratos (como N) 10.00Nitritos (como N) 0.05Nitrgeno amoniacal (como N) 0.50pH (potencial de hidrgeno) en unidades de pH 6.5-8.5Plaguicidas en microgramos/l: Aldrn y dieldrn(separados o combinados)

0.03

Clordano (total de ismeros) 0.30DDT (total de ismeros) 1.00Gamma-HCH (lindano) 2.00Hexaclorobenceno 0.01Heptacloro y epxido de heptacloro 0.03Metoxicloro 20.002,4 - D 50.00Plomo 0.025Sodio 200.00Slidos disueltos totales 1000.00Sulfatos (como SO4=) 400.00Sustancias activas al azul de metileno (SAAM) 0.50Trihalometanos totales 0.20Zinc 5.00Tabla A.3.

Anexos

59

Los lmites permisibles de metales se refieren a su concentracin total en el agua, lacual incluye los suspendidos y los disueltos.Lmites permisibles de caractersticas radiactivasEl contenido de constituyentes radiactivos deber ajustarse a lo establecido en laTabla A. 4. Los lmites se expresan en Bq/l (Becquerel por litro).

CARACTERSTICA LIMITEPERMISIBLE

Radiactividad alfa global 0.1Radiactividad betaglobal

1.0

Tabla A.4.

Anexos

60

B. Fichas de seguridad del cloruro Ferroso (FeCl2) y del xido de Plomo (PbO).Nombre comn: cloruro FerrosoMasa molecular: 126.75 gr.Nmero de CAS: 7758-94-3Frmula: FeCl2Clasificacin de riesgo:Riesgo sobre la salud=3 Riesgo de combustin= 0 Reactividad=1

Claves para la clasificacin de riesgo: 0= mnimo; 1=leve; 2=moderado; 3=grave;4=extremoPELIGROS DE INCENDIO Extinga el fuego mediante un agente que sea adecuado contra el tipo de

incendio circundante. El cloruro ferroso por s mismo no arde. Al incendiarse se producen gases txicos, entre ellos el cloruro de hidrgeno. Use agua rociada para mantener fros los recipientes expuestos al incendio. Al incendiarse los recipientes pueden explotar

PRIMEROS AUXILIOSContacto con los ojos Enjuague inmediatamente los ojos con abundante agua por un mnimo de 15

minutos, levantando en forma peridica los prpados superiores e inferiores.Busque de inmediato atencin mdica.

Anexos

60






Anexos

60






Anexos

61

Contacto con la piel Quite rpidamente la ropa contaminada. Lave la parte de la piel contaminada

inmediatamente con abundante agua y jabn. Busque de inmediato atencinmdica.

Respiracin Retire a la persona del lugar de exposicin. Inicie la respiracin de rescate (utilizando precauciones universales) si la

respiracin sea detenido y la RCP (reanimacin cardiopulmonar) si la accindel corazn se ha detenido.

Traslade sin demora a la victima a un centro de atencin mdica.

DERRAMES Y EMERGENCIAEn caso de derrame de cloruro Ferroso, tome las siguientes medidas: Evacue al personal. Controle e impida el acceso a la zona. Rena el material pulverizado de la manera ms conveniente y segura y

deposite en recipientes hermticos. Ventile y lave el rea despus de que se haya completado la limpieza. Quizs sea necesario contener y eliminar el cloruro ferroso como deshecho

peligroso. Para obtener recomendaciones especficas. Comunquese con elDepartamento de Proteccin del Medio Ambiente (DEP) de su estado.

EN CASO DE GRANDES DERRAMES O INCENDIOS llame inmediatamente a losbomberos de su localidad. Ud. puede pedir informacin de emergencia a:CHEMTREC: (800) 424- 9300LNEA DE EMERGENCIA DEL NJDEP: (877) 927- 6337

Anexos

62

Nombre comn: Monxido de Plomo, xido de Plomo (II), xido PlumbosoMasa molecular: 223.2 gr.No de CAS: 1317-36-8Formula: PbOClasificacin de riesgo:Riesgo sobre la salud= 3 Riesgo de combustin= 0 Reactividad=0

Claves para la clasificacin de riesgo: 0= mnimo; 1=leve; 2=moderado; 3=grave;4=extremoPELIGROS DE INCENDIO No combustible. En caso de incendio se desprenden humos (o gases) txicos

e irritantes.PRIMEROS AUXILIOSTras contacto con los ojos aclarar con abundante agua, con los prpados bien abiertos.

Tras contacto con la piel aclarar con abundante agua. Quitar la ropa contaminada.

Respiracin Tomar aire fresco. Si fuera preciso, respiracin boca a boca o por medios

instrumentales.

Anexos

62






instrumentales.

Anexos

62






instrumentales.

Anexos

63

DERRAMES Y EMERGENCIAS Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente; si fuera

necesario, humedecer el polvo para evitar su dispersin. Recoger cuidadosamente el residuo y trasladarlo a continuacin a un lugar

seguro. (Proteccin personal adicional: respirador de filtro P3 contra partculastxicas).

EN CASO DE GRANDES DERRAMES O INCENDIOS llame inmediatamente a losbomberos de su localidad. Ud. puede pedir informacin de emergencia a:CHEMTREC: (800) 424- 9300LNEA DE EMERGENCIA DEL NJDEP: (877) 927- 6337

Anexos

64

C. Preparacin de soluciones.

Preparacin de solucin xido de Plomo (PbO) 1000 ppm.1. Pesar 1gr de xido de Plomo (PbO).2. Colocar el xido de Plomo (PbO) en un matraz aforado de 1000 ml.3. Llenar con agua destilada hasta la marca de aforo.4. Agitar vigorosamente.5. Calentar a temperatura de 70oC 2oC.6. Dejar enfriar.7. Decantar la muestra.

Preparacin de solucin cloruro Ferroso (FeCl2) 1000 ppm.1. Pesar 1gr de cloruro Ferroso (FeCl2).2. Colocar el cloruro Ferroso (FeCl2) en un matraz aforado de 1000 ml.3. Llenar con agua destilada hasta la marca de aforo.

1.PRESENTACION(1).pdf01.pdf02.pdf2.NDICEe(1).pdf3.JUSTIFICACION(1).pdf4.Objetivos(1).pdf5.HIPOTESIS(1).pdf6.INTRODUCCIN(1).pdf7.capitulo I ANTECEDENTES.pdf8.capitulo II METODOLOGIA.pdf9.capitulo III RESULTADOS.pdf10.CONCLUSIONESs.pdf11.BIBLIOGRAFIAA.pdf12.ANEXOS .pdf

tesis7

Documents