Calidad fisicoquímica del agua.: Métodos simplificados para su muestreo y análisis

Por William Antonio Lozano-Rivas

El presente texto está dirigido especialmente al desarrollo de prácticas de laboratorio de alumnos de pregrado en ingenierías y ciencias ambientales, con el doble propósito de ilustrar los principios químicos fundamentales del análisis de aguas y el de familiarizar a los alumnos con las técnicas empleadas en el laboratorio. Se exponen métodos sencillos que no requieren de equipos especializados, considerando las limitaciones que pueden presentarse en muchos de los laboratorios de las instituciones educativas en Colombia. Es importante resaltar que el autor presenta ecuaciones, modelos y fórmulas inéditas, deducidas a partir de su experiencia práctica y de un prolongado trabajo de investigación en el laboratorio.

• Idioma: Español
• Editorial: Universidad Piloto de Colombia
• Fecha de lanzamiento: 9 oct 2013
• ISBN: 9789588957289

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UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA

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Coordinador de Publicaciones

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Decano del Programa de Administración y Gestión Ambiental

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©CALIDAD FISICOQUÍMICA DEL AGUA - Métodos Simplificados para su Muestreo y Análisis -

Autor

William Antonio Lozano-Rivas

Revisión de Contenidos

Ing. Carolina Carvajal Monroy, MSc.

Ing. Luz Eliana Villada Arroyave, Esp.

ISBN

978-958-8957-28-9

Primera Edición - 2013

Bogotá, Colombia

Diseño de portada y Diagramación

Zulima Pulido Pardo

Coordinación

Departamento de Publicaciones y Comunicación Gráfica de la Universidad Piloto de Colombia

Fotografías portada

Tomadas de SXC. Abstract water splash. Surely. Aug 4, 2008, Water drops. A few drops falling into water. Makau. Apr 17, 2010, Morning Dew. Blurred background, focus on water drop. Fodor. Jul 29, 2013

La obra literaria publicada, expresa exclusivamente la opinión de sus respectivos autores, de manera que no representa el pensamiento de la Universidad Piloto de Colombia. Cada uno de los autores, suscribió con la Universidad una autorización o contrato de cesión de derechos y una carta de originalidad sobre su aporte, por tanto, los autores asumen la responsabilidad sobre el contenido de esta publicación.

Lozano-Rivas, William Antonio

Calidad fisicoquímica del agua: métodos simplificados para su muestreo y análisis / William Antonio Lozano-Rivas.—Bogotá : Universidad Piloto de Colombia, 2013.

200 p. : ilustraciones, gráficas

ISBN 978-958-8957-28-9

Incluye bibliografía p.163

1. Calidad del agua- Manuales de laboratorio

2. Análisis del agua-Manuales de laboratorio

CDD 543

ACERCA DEL AUTOR

WILLIAM ANTONIO LOZANO-RIVAS

[e-mail]

Es Ingeniero Ambiental y Sanitario, graduado con honores de la Universidad de la Salle (2003). PhD en Biotecnología Ambiental del programa interuniversitario de la Universidad Internacional de Andalucía, la Universidad de Málaga y la Universidad de Córdoba, en España. En este mismo país, obtuvo -con máxima calificación- el título de Máster en Ingeniería del Agua, en la Universidad de Sevilla (2008). Es Experto por la Universidad de Salamanca en Tecnología del agua (2006); tuvo grado de honor en la Especialización en Creación de Modelos en Ecología y Gestión de los Recursos Naturales de la Universidad Politécnica de Cataluña (2006) y posee estudios en Ciencias Hidrológicas del Cooperative Program for Operational Meteorology Education & Training -COMET- de los Estados Unidos.

Es Premio Nacional de Ingeniería Sanitaria y Ambiental (2013) por sus trabajos de investigación en depuración de aguas residuales industriales. En dos ocasiones ha sido becario de la Diputación Provincial de Huelva, de la Diputación de Sevilla y de la E.U.P. de la Universidad de Sevilla para estudios de postgrado. En el año 2003 fue galardonado en Bruselas, Bélgica, con el Development Cooperation Prize, otorgado por el Ministerio de Desarrollo Europeo, por su trabajo investigativo y propuesta tecnológica en potabilización de aguas, en favor de la mejora en la salud, el progreso y la disminución de la pobreza en los países menos desarrollados.

Ha trabajado en diversos proyectos hídricos y de saneamiento ambiental para la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, la Secretaría Distrital de Ambiente, el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación -ICONTEC- y la Pontificia Universidad Javeriana, entre otros. Así mismo se ha desempeñado en el área de medio ambiente, seguridad industrial y salud ocupacional en obras de infraestructura urbana del Instituto de Desarrollo Urbano -IDU-. En el año 2011 fue el coordinador del primer proyecto en Colombia en evaluación de alternativas para la recuperación de ríos urbanos.

Tiene una importante trayectoria como docente de pregrado y postgrado de diversas universidades públicas y privadas en Colombia y como profesor visitante de postgrado en la Escuela Universitaria Politécnica de la Universidad de Sevilla, España. Es miembro de la Escuela Internacional de Ingeniería del Agua de Andalucía, España (EIA) y de la Asociación Colombiana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental (ACODAL). Es autor de varios libros y artículos científicos en prestigiosas revistas nacionales e internacionales y autor y coautor de un gran número de capítulos de libro en temas de gestión urbana, tecnología ambiental y recursos hídricos. Actualmente es Docente-Investigador de la Universidad Piloto de Colombia.

CONTENIDO

PRESENTACIÓN

LECCIÓN PRELIMINAR. LA CALIDAD FISICOQUÍMICA DE LAS AGUAS

Agua en el planeta

Agua en Colombia

Calidad del Agua

LECCIÓN 1. TOMA DE MUESTRAS Y PROGRAMAS DE MONITOREO

1.1 Tipos de muestras

1.2 Sitio y forma de muestreo

1.2.1. Muestreo en grifos

1.2.2 Muestreo en pozos y depósitos

1.2.3 Muestreo en ríos y quebradas

1.2.4. Muestreo en lagos

1.2.5. Muestreo de vertimientos

1.3 Número de muestras

1.4 Parámetros de campo

1.5 Medida de caudales

1.5.1. Método volumétrico

1.5.2 Método área-velocidad con flotador

1.5.3 Método área-velocidad con molinete o correntómetro

1.5.4 Vertederos

1.5.5 Canaletas Parshall

1.5.6 Tuberías con descarga libre

1.5.7 Tuberías sin descarga libre

1.6 Programas de monitoreo

1.7 Equipos y materiales requeridos para el programa de monitoreo

1.8 Identificación de la muestra

1.9 Volúmenes y recipientes requeridos por parámetro

1.10 Lavado de los recipientes

1.11 Parámetros a evaluar según el tipo de aguas

LECCIÓN 2. ANÁLISIS ORGANOLÉPTICO Y SÓLIDOS TOTALES

2.1 Fundamento

2.1.2 Características organolépticas

2.1.3 Sólidos

2.2 Preparación

2.3 Materiales

2.4 Procedimiento

2.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 3. SÓLIDOS FIJOS Y VOLÁTILES

3.1 Fundamento

3.2 Preparación

3.3 Materiales

3.4 Procedimiento

3.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 4. COLOR

4.1 Fundamento

4.2 Preparación

4.3 Materiales

4.4 Procedimiento

4.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 5. TURBIEDAD

5.1 Fundamento

5.2 Preparación

5.3 Materiales

5.4 Procedimiento

5.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 6. pH Y CONDUCTIVIDAD

6.1 Fundamento

6.1.1 Potencial de hidrógeno – pH

6.1.2 Conductividad

6.2 Preparación

6.3 Materiales

6.4 Procedimiento

6.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 7. ACIDEZ Y ALCALINIDAD - MÉTODO TITULOMÉTRICO EMPLEANDO INDICADORES

7.1 Fundamento

7.1.1 Acidez

7.1.2 Alcalinidad

7.2 Preparación

7.3 Materiales

7.4 Procedimiento

7.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 8. ACIDEZ Y ALCALINIDAD - MÉTODO POTENCIOMÉTRICO

8.1 Fundamento

8.2 Preparación

8.3 Materiales

8.4 Procedimiento

8.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 9. DUREZA

9.1 Fundamento

9.2 Preparación

9.3 Materiales

9.4 Procedimiento

9.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 10. CLORUROS - MÉTODO DE MOHR O ARGENTOMÉTRICO

10.1 Fundamento

10.2 Preparación

10.3 Materiales

10.4 Procedimiento

10.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 11. CLORUROS - MÉTODO POTENCIOMÉTRICO

11.1 Fundamento

11.2 Preparación

11.3 Materiales

11.4 Procedimiento

11.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 12. SULFATOS - MÉTODO TURBIDIMÉTRICO

12.1 Fundamento

12.2 Preparación

12.3 Materiales

12.4 Procedimiento

Determinación de la curva de calibración.

12.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 13. SULFATOS - MÉTODO GRAVIMÉTRICO

13.1 Fundamento

13.2 Preparación

13.3 Materiales

13.4 Procedimiento

13.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 14. NITRATOS – MÉTODO ESPECTROFOTOMÉTRICO

14.1 Fundamento

14.2 Preparación

14.3 Materiales

14.4 Procedimiento

14.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 15. OXÍGENO DISUELTO – MÉTODO DE ELECTRODO ESPECÍFICO

15.1 Fundamento

15.2 Preparación

15.3 Materiales

15.4 Procedimiento

15.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 16. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO – MICRO DQO

16.1 Fundamento

16.2 Preparación

16.3 Materiales

16.4 Procedimiento

16.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 17. AUTOCONSUMO DE OXÍGENO

17.1 Fundamento

17.2 Preparación

17.3 Materiales

17.4 Procedimiento

17.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 18. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO – MÉTODO RESPIROMÉTRICO

18.1 Fundamento

18.2 Medición manométrica

18.3 Medición directa

18.4 Preparación

18.5 Materiales

18.6 Procedimiento

18.7 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 19. FOTOMETRÍA

19.1 Fundamento

19.2 Preparación

19.3 Materiales

19.4 Procedimiento

19.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 20. ENSAYOS DE TRATABILIDAD – PRUEBA DE JARRAS

20.1 Fundamento

20.1.1 Sustancias químicas empleadas

20.2 Preparación

20.3 Materiales

20.4 Procedimiento

20.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 21. ENSAYOS DE TRATABILIDAD – EFICIENCIA DE LA SEDIMENTACIÓN Y VELOCIDAD CRÍTICA

21.1 Fundamento

21.2 Preparación

21.3 Materiales

21.4 Procedimiento

21.5 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 22. DEMANDA DE CLORO – ANÁLISIS CUALITATIVO

22.1 Fundamento

22.2 Preparación

22.3 Materiales

22.4 Procedimiento

22.5 Práctica alternativa con yoduro de potasio, vinagre y almidón

22.6 Puntos adicionales para incluir en el informe

LECCIÓN 23. IONES DE INTERÉS AMBIENTAL – ANÁLISIS CUALITATIVO

23.1 Fundamento

23.2. Materiales

23.3. Procedimiento

BIBLIOGRAFÍA

ANEXO 1. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES REQUERIDAS EN EL LABORATORIO, PARA ENSAYOS DE QUÍMICA DEL AGUA

1. Solución de Hidróxido de Sodio (Soda Cáustica) NaOH 0,1 N

2. Solución NaOH 0,02 N

3. Solución de Fenolftaleína

4. Solución de Metil Naranja

5. Tiosulfato de sodio 0,1 N

6. Solución de Ácido Sulfúrico H2SO4 0,1 N

7. Solución de Ácido Sulfúrico H2SO4 0,02 N

8. EDTA 0,01 M

9. Solución de Nitrato de Plata (AgNO3) 0,0141 N

10. Solución de Cloruro de Sodio (NaCl) 0,0141 N

11. Patrón de calibración para conductividad

ANEXO 2. NOCIONES BÁSICAS DE LA ESPECTROFOTOMETRÍA Y DE LA LEY DE BEER-LAMBERT

ANEXO 3. CONVERSIÓN DE LAS REVOLUCIONES POR MINUTO EN LA PRUEBA DE JARRAS, A GRADIENTES Y VELOCIDADES

ANEXO 4. PROPIEDADES DEL AGUA

ANEXO 5. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE DATOS

ANEXO 6. EJEMPLOS DE CURVAS DE CALIBRACIÓN Y GRÁFICAS RESULTADO DE OTROS PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO

ANEXO 7. MATERIALES ADICIONALES REQUERIDOS EN EL LABORATORIO

ANEXO 8. NORMAS DE INGRESO Y PERMANENCIA EN EL LABORATORIO

ANEXO 9. CONTENIDO DE UN INFORME DE LABORATORIO

ANEXO 10. PREPARACIÓN DE UN AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA SINTÉTICA (ARDS)

Preparación del sustrato de Agua Residual Doméstica Sintética (ARDS) propuesto por Lozano-Rivas (2012).

PRESENTACIÓN

El presente texto está dirigido especialmente al desarrollo de prácticas de laboratorio de alumnos de pregrado en ingenierías y ciencias ambientales. Los métodos expuestos tienen el doble propósito de ilustrar los principios químicos fundamentales del análisis de aguas y el de familiarizar a los alumnos con las técnicas empleadas en el laboratorio.

Los presentes protocolos para el análisis químico de las aguas son guías simplificadas fundamentadas en el Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, en las Normas ISO y las normas UNE y AENOR de España. De ninguna manera se pretende que estos protocolos se encuentren al nivel de los procedimientos certificados por el IDEAM en los laboratorios avalados para este fin; no deben ser considerados entonces como un reemplazo de los Métodos Estándar, Normas o guías oficiales de procedimientos analíticos similares.

Este texto debe entenderse como un manual de procedimientos adaptados a las prácticas de calidad del agua en los cursos de pregrado de ingenierías y otras carreras afines a las ciencias ambientales que, sin requerir un nivel alto de precisión, le permiten al estudiante entender algunas de las rutinas de laboratorio empleadas para la obtención de datos que se relacionan con la calidad del agua. Muchos procedimientos han sido ajustados deliberadamente y con conciencia de la pérdida de alguna precisión de los datos obtenidos, para ajustar la práctica al estrecho tiempo disponible en cada jornada de clase, que generalmente no excede las 2 horas en la mayoría de las universidades. Por esta razón, de manera intencionada, se han omitido algunos procedimientos que eliminan interferencias en muestras complejas, pero se ha procurado respetar al máximo el método estandarizado. De igual manera se exponen métodos sencillos que no requieren de equipos especializados, considerando las limitaciones que pueden presentarse en muchos de los laboratorios de las instituciones educativas en Colombia.

Es importante resaltar que todas las fotografías y las gráficas son el resultado de las pruebas en laboratorio realizadas por el autor, quien también presenta ecuaciones, modelos y fórmulas inéditas,

Comentarios para Calidad fisicoquímica del agua.

[darwin · Calificación: 5 de 5 estrellas]

Es práctico, lo que permite realizar un diagnostico ambiental eficiente y rápido, tomando como base los resultados de los análisis físico - químicos.

[Vladimiro Huaytan · Calificación: 4 de 5 estrellas]

Un buen libro sobre todo por que tiene aplicaciones y métodos prácticos para aplicarlos en el campo y métodos de análisis.