¿Qué es la prueba de jarras?
Para comprender en qué consiste la prueba de jarras, debemos mencionar que es una parte fundamental en el tratamiento de aguas. Como sabemos, se trata de un procedimiento que cuenta con diferentes etapas para limpiar y filtrar el agua. Generalmente, el líquido es tratado con determinadas propiedades fisicoquímicas para realizar procedimientos de limpieza, desinfección y fijación química.
En esta oportunidad, nos centraremos en la etapa de limpieza del tratamiento de agua, la cual consiste en eliminar todas las impurezas presentes en el agua, ya sean de carácter físico, químico o biológico. Las impurezas físicas son partículas que también incluyen sólidos en suspensión, disueltos y coloidales, estos últimos, vienen en diferentes medidas, algunas muy pequeñas se distinguen por el color y las medianas y grandes por aportar turbidez.
La sedimentación mecánica de estas partículas coloidales puede tomar hasta dos años, por lo tanto, es necesario emplear procedimientos físico-químicos para aumentar su tamaño y peso, con el objetivo de acelerar la sedimentación y permitir la eliminación de estas partículas. Estos procesos son importantes para la clarificación del agua y se llevan a cabo por la coagulación y la floculación.
¿Qué es la coagulación y la floculación?
La coagulación y la floculación son componentes esenciales en el tratamiento de aguas, puesto que brindan un proceso confiable para tratar la turbidez del agua, la cual es una prueba clave para verificar la calidad del agua. Son dos procesos separados que se utilizan en sucesión para vencer las fuerzas que estabilizan las partículas suspendidas.
Ambos procesos se realizan adicionando sustancias químicas para lograr llegar a su objetivo. La coagulación se encarga de neutralizar las cargas de las partículas y la floculación, les permite unirse, haciéndolas más grande para que puedan separarse más fácilmente del agua. La coagulación y la floculación son fundamentales en todos los tratamientos de agua y es un paso preliminar para la sedimentación, filtración y desinfección, antes de distribuir agua para uso residencial e industrial.
La elección del tipo de química y la cantidad del coagulante y floculante se determina por medio de un estudio de afinidad química, que debe tener en cuenta la calidad del agua de alimentación y la calidad del final del tratamiento. La prueba de jarras es el procedimiento por el medio del cual se determinan los productos químicos adecuados.
A continuación, te contaremos en detalle, en qué consiste la prueba de jarras y qué tiene que ver con el tratamiento de aguas.
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¿Qué es la prueba de jarras?
La prueba de jarras es un método de prueba mecánica y física que utiliza procedimientos químicos en muestras de agua para determinar el tratamiento químico óptimo y las dosis adecuadas de productos químicos en un flujo específico de agua. Se conoce como una prueba de laboratorio a escala piloto que simula la coagulación o fluctuación con diferentes dosis químicas con el propósito de estimar la dosis mínima de coagulante requerida para lograr ciertos objetivos de calidad del agua.
Básicamente, la prueba de jarras es una versión reducida de un sistema de tratamiento de agua, ya que ayuda a obtener una visión “instantánea” de lo que se necesitará para tratar el agua a mayor escala. Sin embargo, vale la pena mencionar que aunque un determinado tratamiento funcione durante la prueba, igual es necesario realizar otro tipo de procedimientos en el sitio y con el aumento de escala para confirmar las dosis de los químicos.
Esta prueba es la herramienta más importante que se utiliza para determinar el mejor camino químico para lograr los objetivos individuales de tratamiento de agua. A través de la prueba de jarras, se puede probar cómo funcionarán los productos químicos específicos dentro de sus sistemas de tratamiento para determinar que productos químicos son los mejores para su aplicación específica.
La prueba no solo ahorra mucho tiempo, sino también una alta inversión. Ya que se pueden probar diferentes dosis de tratamiento para asegurarse de que no está usando ni gastando demasiado en productos químicos.
¿Cómo funciona la prueba de jarras?
Para empezar una prueba de jarras es necesario contar con el equipo necesario. En primer lugar, se necesitan vasos precipitados u otros recipientes para contener el agua, adicionalmente, se necesita un mezclador.
Durante este procedimiento, es muy común emplear el agitador múltiple, se trata de un instrumento que agita varios vasos precipitados de agua a la vez, por lo que se pueden analizar múltiples sustancias químicas o dosis diferentes en una muestra a la vez. Sin embargo, es posible realizar la prueba sin un agitador múltiple. Otros equipos requeridos para realizar una prueba de jarras efectiva son: jeringas, medidores de pH e imanes.
Sustancias químicas
Una vez se haya configurado el sistema de agitación por preferencia, es necesario adquirir los productos químicos que se quieren probar en el agua. Aquí se incluye una sustancia coagulante, un floculante o ambos. En ocasiones, también se necesita un ácido o una base debido a que ciertos flujos de desechos requieren un ajuste de pH para ser tratados.
Cabe resaltar que la secuencia de adiciones químicas es muy importante. A continuación te explicamos cuál es la función de cada producto químico:
- Ajuste de pH: en algunas ocasiones, los coagulantes y los floculantes no funcionan en determinado pH. A veces, una corriente de desechos aceitosos requiere lo que se conoce como una “grieta ácida”. Esto es cuando se ajusta el pH del agua aceitosa con un ácido, de esta manera los aceites se extraen para que el tratamiento sea mucho más sencillo.
- Coagulantes: estos químicos tienen moléculas cargadas positivamente, cuando se agregan a las aguas tratadas, desestabilizan las partículas cargadas negativamente en el agua. El proceso de coagulación crea flóculos, unas moléculas pequeñas con carga neutra. Estos, eventualmente, se asentarán, pero pueden permanecer suspendidos más tiempo que las partículas de flóculos más grandes, ya que no son tan pesados.
Los coagulantes más utilizados comúnmente son el hidróxido de calcio (cal), el sulfato de aluminio (alumbre) y las sales de hierro.
- Floculantes: esta sustancia tiene cadenas poliméricas más largas que los coagulantes, por lo tanto, unen más partículas a una cadena de polímero. Los floculantes crean “macrofloc”, unos grumos sólidos y más grandes que se asientan más rápido.
Una vez se tengan todos los implementos y los productos químicos, se tienen los vasos precipitados con la muestra de agua y la sustancia coagulante se agrega. El coagulante químico comienza a precipitar atrapando todas las impurezas y formando los flóculos que se depositarán en el fondo del vaso de precipitado.
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Esta mezcla debe agitarse continuamente para que la formación, el desarrollo y el asentamiento de los flóculos se pueda observar tal y como ocurriría en la planta de tratamiento de agua a gran escala. Acto seguido, el operador realiza una serie de pruebas para comparar los efectos de las diferentes cantidades de agentes floculadores a diferentes valores de pH para determinar la cantidad correcta.
Una vez se realice la prueba de jarras, la interpretación de los resultados depende del flujo de residuos único y de los objetivos del tratamiento. Es importante que las observaciones finales tengan en cuenta el diseño del sistema de tratamiento real y que se haga el mejor esfuerzo para replicar los escenarios de tratamiento de la vida real, tales como:
- El tiempo de contacto químico
- La energía de mezcla
- El tiempo de sedimentación
- El volumen de sólidos
- La deshidratabilidad de los sólidos
- El potencial de cizallamiento
Las pruebas permiten probar diferentes dosis y estrategias de tratamiento alternativas sin alterar el rendimiento de la planta de tratamiento a gran escala. Además, permite comparar fácilmente los resultados de varios tratamientos químicos diferentes en cuanto al tiempo de formación, el tamaño de los flóculos, la sedimentación y las características de filtración.
En conclusión, la prueba de jarras es un proceso decisivo en el tratamiento de aguas para encontrar la selección del tipo y la cantidad adecuados de químicos coagulantes y floculantes, que se agregara al agua para obtener los resultados esperados, es decir, agua de alta calidad, libre de impurezas.
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