f
kOK3=ES:TZEFQNOS P A R T I C V :
\ '
HATRICULAS:
,
, . c.
<. 1
.
*.
.,
La Enviramental Protection Agency ( 2 h ) hgcncia para
l a
i.rotecoi6n A c l Ambiente ha rsalírado amplios estrudiss sobrela
inhalacidn de f i b r a s dc ah- best3 y astabrece qus a s m ~ t e m e n t u - p e r j u d i c i ~ ~ provocandola
enfermedad CD- nocida con e l nombre de "bsbest3sisN,la cual consiste en
l a cicatriZaci?n masiva d e l t e j i d o palmonar, causando tambi¿n tumores malignos de l a pleura ydel
peritoneo; sin embargo no se cuenta con estudios definítívos que analícerc l a ingestidn por d a d i f e s t i v a de f i b r a s de asbesto,la
EPA solo establece 00-mo
c r i t e r i o de calidad de agqa potable un contenido ndxidnopsndsiüie de30.000 f i b r a s de asbesto p W - ~ í x o t ~ t s & d m c í a
la
importancia de cantar con elmentes de c a n c t e l l ~ 6 s a c i n f i r b ' l a s para ímplenntrr una p o l f t í c a , a n i v e l de todo e1 b.H.
D. F.
,
que permita atacar y anular l a s causas que provocan agresividad a l agua.El L.C.S..
por d i o deun
program de m i t o r e o e implantacibn de m a adecuada tdcnica, se avoc¿,sidiaienifcicar e l contenido de f i b r a s de asbesto en puntos estrat¿gicos d e lS.B.D.F.
se sbturieron-
dos resultados importantes:
a )
Les
puntosdel
S.E2ü.i..,- m-detect6 e l maper contenido de fi- bras de asbesto se caracterizb. también. por .poseer un elevado n i v e l de agre- sividadd e l agua en
ellos manejada.
b)
Dos
de l o s puntos. d e l S.E. D.F.,
que reportaron l a s mayores 0.116- traciones de f i b r a s de asbestc, fueron reSom3eo y tanque "Peñón".Anke est3 s i t u a c i h
la DGCOñ
se &ocb a estudiar y avaluarlo problem&
tioa a1 respecto en e l Sistema Kidrdulico d e l D.F. y a proporcionar elemrttos d e carácter UIcnico para a p l i c a r l a s medidas correctivas y prevsntivas que i m p i h n la incorporaci¿n desmedida de dichas f i b r a s en el agua durante canducción en tuberías de esbesteeemento.Ooultos a l a v ' s t a ocurren
un
gran número de ienbmntos cuyo conocinien-3
t o es necesaria
ska'e
quiera eqiioíarun
poíecon
ndxiao
rendimiento
y a i m -gar su *da.
Las causas
mas importantes
quoprmocan
I r p h l i d i 0. oft*- - _ doun
pozoron:
la
incrustmi&
yla
corroai,i(n.
IA
inoruabci6n
p b i r kan
una depoaioión de
matoriaies extrañoas
la
corrosión conaiato en
un ataqw a.
l e sMteriaioa con
eliminación
deloa
n d S W 8e alteración
doan#
propidado#.U0
e8 p08ibb d t f rnorma
EanOFOb8 pirie*
O C0-r l b ñ drfOI3-t o a de aorrodnwea e
iwruatacimas
yaquo,
a mambo
los
Íwtcro~
que oarmu--.
P
tu.
obsonndón de 1.
queomrra
alun
p n o
pudoeriml-
En
agresividad
e iacrnatnblUdsd de agua.los
i a w a
dela
diaeciacih
del agua, l a snlacionea
0011 a l .quilibrioc
~
7 l a so
8d.S alaalíxlet6% t e á l c a l i . aderás Penswe
le
dureza d e lagua,
aumentala alcahinidad,
oes
tóxico aconcentraciones
dstcrtrbnadss,es
f á c i l de ine&jar,existeen
f
‘-.
& i t a
disponibilidad
en
el
mercado y ado& es econdmico.-~ - - - -
_ _
_ _
._ _ ~
La
agresividad del
aguano
8040 es unfactor iqortante en
el
deta-
rioro
progresivode las instalaciones hldrrlulicas,
sinotambibn es
un
elapag
to iaportante en e1
mecanismo
atrav6s del cual
la
calldad del
agua &re a&tencienes adianto
la
inoorponción de diverso8 agr&sdwpmodontes
de1-
material oonstituy&to
do dfchas instalaciones.En
d
caso
de l o sasbwto8.
este procese establaco
un
riesgopotencial
p
a
n
la ailad
doi
nsuarlo.
\La
i n g e s t í hpor
da
mapintoria.
deasboatoa,
est& anfic1cint.unt.oeE
rdk conducir quees
decarlcter
altanmntepsr$niiel.l;
alna e - c u a i t con estaidios definitivos que
analAzaa
la
inpeati&p
ostiva de aabestoa.
Floobstante
ia
Snví.romankl F’rotactiorr
Agemy .(E.P.A)
de
U.5.Arecemiendi
M oonknido de30,aOo
flbras da asbesto8 porli-
tre
cormel
límite
idxim
perabtible para aguapotblo.
OVJPTIVG
Hacer
un
estudio conpnrativ
de 1sagresividad
del agua en
dffersntes
?
puntos
deS.H.D.F.
\ ’
üeterminsr por
d i o deia
experinmntacikn 0 s
pruebas de t r a ~ i U d - -pan aslitnlizar
la
agresividad
del agua potable y de estaform
editar
el
deaprmxIindente de
fibras
de
asbesto;
a d 4 840
preservar 1.6
propWade6f&
sicoqufdoae
yb.cteriol/geas
quela
oaraoterisan
como potable.l.-RecopIlación de informaui6n y procesamiento
I
\ '
2.- idsntiflcacich dela
problamátiaa en bass ala
informsción existente3.-
Seleccibii deSitios
de experimntaoi6n4
.
-
Sdtoccih
de Tócnicas5.-
Pt.pPncáóa doh t a r i a l
y reactivoa.6.-
D e s a m oEaperliaitii
-
-7.-
Adllsi.
do msultidos.
I!STCIXLOGíA EEL TRABAJG
1.-
Recolectar mestrasI
\ '
2.- Deterninación de condiciones i n i c i a l e s con m e s t r a s de agua clorada y _ _ - .
no elorada.
a) Detenninacih de
pb
b) Deterdnacihi doT
C) htermiMCii6n de
alcalinidad total
d) DoteninaA6n de h . p 0o
elleio
e) Ibterminscibn de
cloro
ubre
mAdua1
f )
Deterndmación
de d i i d o sdisumitos
to&aier3.-
Ruebaa de tntabiildpdEmpleando mestras de agua c b r a d s y no clorada. Dichas pruebas 8 se
r e a l i z a d n doaificondo a
h a
aiestms diferentes concentraciones de Ca(OH)2con
In firsLLid8d de determinar de agresividad raquerldo.TITULO EEL PROTdCTO:
L
Hernández DLaz E d i tDCCOS
( D i r e c c i ó n G e n e r a l de Cons- t r u c c i ó n y O p e r a c i ó n H i d r á u l i c a )4 de enaro d e l
13%
4
de julio de1988
Gerard0 Machuca
Nava
I n g e n i e r o BioqufmicoJ e f e de O f i c i n a d e T o t a b i l i z a c i d n
de
la
XCOKL
r-
L_
L
P
k
& c L c L c -. C" i c I€?TRODU(:CIGN
Ttda agua presenta caracterlsticas fisicoqulmcas como b c t e r - i o - l6gicas que 133 hacen diferentes unas de otras; t a l e s caracterlsticas sufren variaciones a traves d e l tiempo, ocasionadas por:
Zl t r a t o ff-
sic0 de que es objeto, su naturaleza química y por l a poblaci6n d o I?& croorgariismos presentes en e l agua, que puede variar en clases y can- tidad.Guiando e l uso del agua está destinado para
el consumo humno, e l
cuidado de l a calididFPB
que e s requerida debe ser estricto, conel
prop6sii.o de garantizar que l a salud d e l consun&3or no sea afectada.Z l agua potable, qae suministra e l
S.
H.
D.
F.
,
está en contac- t o con un75%
de t u b e r f a d e asbestmemento, este material a h cuandose caracteriza ?or tener una gran resistencia, sufre un paulatino de= gaste ?roduciio por diversos factores t a l e s como: Velocidad de flujo, presi5n. temperaturas y tiempo de contacto, calidad fisicoqufrrdca d e l agua que conduce; e l último factor ha mm&onaresel mds i n p r t a n t e
-
(cu7a soiucidn es objetivo fundamental de este profrecto)ests factor- c m s i s t e en
l a
agresividad d e l agua que es producto de la conjugación de ciertas parámstros fisicoqufndcos que pvvocan desgaste y despren- dimiento de f i b r a s de asbesto en l a s tuberias del mismo material con l a subsiguiente contaminación del agua, l o que representa un riesgo potencial a la salud d e l usuario.Los
pardmetros fisicoqufncis que dan lugar al a agresividad d e l
agua son: La incrustación yla
corrosi&.I
que son atacados produci6ndose una eliminación de l o s s ~ s m o s alteran- do l a s propiedades d e l agua.
Un
andlisis q u h i c o bien realizado puede ayudar mcho a l o c a l i z a r l a s causas d el a s
incrustaciones observadas o a predecir SU probabilidad.El
agua debe ser representativa d e l a c i ~ f e r o , tomándola mediante bonbeo prolongado y en un recipiente l l e n o completamente y cerrado, e l análisis debe ser realizado l o antes posible. A primera v i s t a a una con centración mayor de 300 p.p.m. en CaCO en aguas duras y con notables-
bicarbonatos con alcalinidad mayor d e 250 p.p.m. en CO Ca hacen pensar3
en l a posibilidad de incructaciones carbonatadas. A pH mayor de
7.5
sug
lenser
incwstantes.Algo
de hierro en p.p.m. permiten predecir proble-1mas de rrecipitaci6n de hierro;
15-1. superior
P 1 p.p.m. conpH
a l t o yambiente oxidante provoca incrustacimes.
3
Corrosidn; S i un metal se introduce en agua, tienda a disolverse cediendo iones metaÍcos con carga e l é c t r i c a positiva, quedando e l pro-
p i o metal negativo.
La
acción despolarizante d e l odgeno (eliminando e l hidrdgeno formado)es
muy importante y favorece muchola corrosi6n.
A l disolverse un metal formado iones, estos pueden reaccion.ir con l o s iones oxhidrilos
(O&)
que contiene e l agua y d a r lugar a l a for-mación de hidroxilos muy poco solubles, que
s i
se depositan en forma- adherente y continua sobreel
metal se autopotegen contra l a corrosiónCiertos agentes qufmicos favorecen l a accidn protegiendo l a pelfcy l a . otras no.
Dentro de
la
agresividad e incrustabilidad del agua, l o s iones de la disociacidn d e l agua, l a s relaciionss con e l e q u i l i b i r o carbdnico yl a s sales alcalinottfrreas juegan un papel my i m p o r t a t e (pH d e l agua,
+t
.
". ,
.
..._
c
.-
I
..-
I
I
bspoiarizsnte.
-
Por t a l razdn,
e s necesario dar soluciones a dichos factores con l o que se obtendrán dos importantes e inmediatos beneficios. a saber:1.- Reducción de l a posibilidad de provocar enfermedades c a n c e d E
n a g
en
l a población consumidora de agua potable abastecida porel
S.H.D.F.
2.-
Aumento
de l a " v i d a ú t i l " d e l material asbesto-
cemento que-
está en contacto come1 agua.La agresividad d e l agua, identificada como una de las causas
fui?-
damentales que provocan desgaste de
los
materiales conlos
que e l l a está en contacto, recibe.or
medio de este proyecto, estudio y tratabilidad experimental ?ara generar medidas que p e r d t a n atenuar y10 corregir el d=terioro de l a s instalaciones d e l
S.H.D.F. que, necesariamente, manejan agua.03J3TIFOS
iiacer un e s t A i c cor.parativo de l a agresivi636
,301
ag'ia en d i -f u r o n t o s puntos de
C.F.D.F.
Termómetro
Buretas de 20 mi.
Vaso8 de precipitados de loo0
d.
Hatraces Elenmeyes de 5Oml. Garrafones de plástico de 2 I t s .
Matrices aforados de 1000 m1. ?!atracas aforados de 100 nü..
Fipetas de
5
mi.P i p e t i s de 10 ml.
Frascos ámbar de 1000 mi.
Espátulas Fotoceldas
Cajas P e t r i
Pipetas de l n l . Tubos de ensaye
Cantidad
1
.
2
6
253
4
215
103
2 2 6024
60
APARATOS
Turbidime t r o 1
Comparador de color 1
LOvImm
Conducthetro
,
1
Potenci6metro 2
Acido Etilendiaminotetacútico EDTA
Acido dltx-hfdrico
Hcl
Acido Sulfúrico
H2S04
Hidr6xido de c a l c i o
Ca(DHl2
Hipoclorito de sodio Na
cl0
Coagulente: Sulfato de aluminio
18
hidratadoAyuda Coagulante: P o l i e l e c t r o l l t o
c a tibnico.
r- ,
.__
' - I -, -
-
c I , -. c- I ,-La
f a s e exprimental de este proyecto se llev&rd cabo en 2 etapas 1.- Pruebas de tratabilidad con aeua en 0020: hcausado a evaluar l a conducta agresiva d e l agua cunndo ea sometida a fuerzas neytraiizantes y desinfectantes. A) Recolecci6n de muestras
.
Proporcionar datos generales.
Detemrdnsr en e l lugar d e l rmiestreo: pH, temperatura ycoa ductividad.E)
Detervhacidn de l a s condiciones i n i c i a l e s.
Se determina pH, temperatura, alcallnidad total. dureza ' de calcio y d l i d o s disueltos totales..
Se calcula: e l índice de agresividad d e l c r i t e r i o &%A(Ia) y e l fndice de Ryznar (IR)
Esto tiene l a finalidad de evaluar e l grado de agresividad d e l agua
"in
situ".C) Corn-ortaiiento de
la Agresividad d e l agua con l a s dosifica-
ciones de hidrofido de Calcio (NeutraUzacidn de l a agresi- vidad d e l agua)..
En base a l grado de agresividad deternhado'in
situ", se selecciona una dosis de dosificacidn de hidrdxido de cal- cio, por ejemplo:io,
20.30, 40, 50,60
p.p.m..
Se dosifica a distintas m e a t r a s da agua l a s cantidades se-.
leccionadas con hidr6xido de caloio y se agita e l tierno.
Se deterpina a cada una de l a s msstras: p8, tempera- tura, alcalinidad t o t a l , dureaa de calcso y sólidos-
disueltos totales..
Se calculan l a ef r
paro cada una delas mestras
g segrafican en funci6n d e l a dosificaci6n de hidr6Ado de calcio.
ROTA: Esto se efectgará con agua antes y después de clo-
rnr
.
Esto debe cumplir con e l o b j e t i v o de neutralizar l a agrc sividad d e l agua y de evaluar su comportadento agresivo en
funcidn
de l a dosificacidn de h i d r b e d o de calcio.D) Comportamiento de l a Agresividad d e l agua con l a s D o s i f i caciones de iiiFoclorito de sodio variable e hidrdxido d e Calcio 6onstante.
.
A cada una de l a s m e s t r a s que ya recibieron l a s dosis de hidr6xido de c a l c i o aiíadirles hiFoclorito de sodio enEn rango seleccionado. wr ejemplo:
4,
5.
6,
8,10
J 1 2PPm-
.
Ye agitan un tiempo suficiente para homogeneizar l a s soluciones..
Se detemina a cada una de 1 a a mestras: pH, tempera-. tura, alcalinidad t o t a l , dureza de calcio, s6lidos disueL tos totales y cloro l i b r e residual..
Se calculan I a eir
para cada una de l a s muestras y-
grafican en función de l a dosificaci6n de hicoclorito de sodio y de c l o r o libre residual.
Esto va encaminado a conocer e l comportamiento agresivo
d e l agua en función d e l h i d r 6 e d o de c a l c i o y d e l hipocc-
.
r i t o de sodio.
E) Coinportadento de
ia ooncentraci5a de cl’e
libre r e i i d u a l
con l a dosificacida de hidrdxido de calcio.Seleocionar, dentre de l o s rangos de desificacibn de hipoclarito de sodio y de hidróxido de calrio. vateres
re-
presentativos.Dosificar a mestres de agua una dosir contan0e de hipo- c l o r i t o de sodio y una dosin variabls de hidró.xido de cal- cia, y a g i t a r e l t i e q o rufirienta para homogeneizar l a s g
luci6n.
.
Craficar l a roncentracidn de c l o r o l i b r e rcsidiiilen fun-
c i d n de l a dosis de hf3rdddlo de calcio.2.- Pruebas de t r a t a b i l i i a d con a m a en bloam
En
e s t a faz? d e l pruyscto se aplicar& puebar detra-
t a b i l i h d en e l rebonbeo “Peñ6n”. agua en Sloque, (Ver cion-<lust d d
.
A) Evolucidn hiot6rica de l a agresividad 851 agua en
-
tanque y rebomheo “i’eñ6n”.Con
l a f i n a l i d a d de tener una mapor informacidn de l a evolucisn de l a agresividad d e l agua, se progranó un roni- toreo serrana1 en e l tanque y rebombeo, p a r a l e cual se rea- 1126 l a siguiente netodologia..
Xecoleccibn de muestras.,
...
L
I F ,
-I - "
L
".-
c I....
...-
& e l d S m 0 lugar de
la reccloccibn,
8..
mipllerroa io8 Siguientes pardmstros: pH. temperatura, conduotividad el6ctrica y cloro l i b r e residual..
En
e l laboratorio se determinaron a 2 muestras do cada recipiente de plástico alcaiinidad t o t a l y dureza decalcio.
.
Se realiz6 e l cdlculo de sólidos disueltos totales; a s í como de l o s criterios de clasificacidn de l a agresivi- dad d e l agya de l a AWWA(IA)
y de RYZXAR(IR).
Nota: Ver tabla
B)
Neutralizaci6n de l a agresividad d e l agua.Para llevarss 2 cabo esta etapa, se realizó una i n w s t i - gación bibliográfica para e l e g i r e l reactivo qdmico que presentará l a s w o r e 8 ventajas. Se dscidi6 u t i l i z a r el-
á l c a l i ca(@I.:)
,
porque reacciona con e l Co que se encue22 2
tra disuelto en e l agua propiciando l a siguiente reacción
+
Ca(W12 Carny+.
%O
a d e d s mmueve l a dureza d e l agua, aumenta l a alcalinidad no es t d d c o . es f d c i u e manejar existe en a l t a disponibi- lidad en e l mercado y además es econdmico.
En base a l o s valores d e l o a fndices AWWA y de RYZNA.
en conciciones i n i c i a l e s se
eligió
un rango de dosificación de c a l l o suficientemsnte auplio para quela agresividad
d e l agua presente valores y. enconsecuencia.
oarácteres-
diversos. A l a s m e s t r a s de agur se l e a doaificd una c a wt i d d variable en ppm de Ca(OH12, cada una 80 afor' a 1000
con l a finalidad de homogeneizar ciha solución.
-
.
Se &terminaron para cada muestra i o 3 s t g u i e n t e t pardnetros:pH, tenperaturn, conductividad eléctrica.cloro l i b r e residual. alcallnidad t o t a l , dureza
de-c a l c i o y cuenta stándar.
.
Se calcularon: s5lidos dirueltos totales, í n d i c e s de agresividad de XJdA y de HYZNAR (IA eIa
respecti vamnte. Se realizaron l a s siguientes gráficas: Dosis deCa(@H)2
vsIA
vs
IR
N n
I1 I1 vs ( C l )
1.r.
vs
Cta. standar. ,I IICon l o s resultados obtenidos se deterrind l a do-
s i s bptim de Ca(OIi)2, que e s aquella que clasifique a1 agua como no agresiva (es d e c i r IA
=
12C) Desinfección d e l agua.
Con l a finalidad de prevenir o conservar l a call-
dad bacteriológlca d e l agua, se determinó en condicio- nes i n i c i a l e s e l cloro
libre residual
de l a s muestras de agua, y en base a esto seeligió un rango
d e dosifie:caci6n de Er’aC10 (hipocLorito de sadio c a m desinfectan- te). La
SE
establece que con 1 ppm de NaClO es suficie‘? te para garantizarla calidad bacterioldgica d e l agua.
Se determind u t i l i z a r e l NaClO como desinfectante en l a s pruebas exprimintales por las siguiente razón:
.
A muestras de agua se l e s d c s i f i c d en un rango deter- &nado, IiaClO, afordndolas a lC00 nü. con l a mism agua, sor~tidndolas u una agitacidn durante 10 min. a 100 Rp;.:.minaron
10s
pardmetros rrancionadosen
(a)
.para deternd-nar
l a dosis 6ptima SO bas6 en l a clasifibacidn de l o aniveles d e agresividad (IA 32).
D) Clarifloculaci6n d e l agua. Dado que a l e j e r c e r l a accidn de neutraUzaciEn ocurre un e f e c t o adverso en la turbie- dad y color d e l agua, se aplicd M
culaci6n para abatir1 tal efecto.
necanismo de
clariflc
Este proceso se aplicd a mestras de ague, a l a s
-
cuales se l e s habla practicado previamente l a s opracic-nss
de neutrilizacibn y desinfeccidn. ?ara este procaso se u t i l i z 6 corno coagulante sulfato de alunlnioA12(S04)
18
H20
y corno ayada coagulante F o l i e l e c t r c l i t o cati6nico..
A 6 mueskas de agua se l e s vantuvo constante dosifica- ciones de35
ppm de Ca(04)2 y6.5
ppm de h C l 0 (anbas do- sificaciones son promedios delos
rangos con los que se experiment6 en l o s puntos anteriores)..
I .
9
VJñ3ZA
DZ
CALCIO (titulación con EDTA)Alcance TI A ~ i i c a c i b q :
Este &todo e s aplicable a todo ti- de agua.
E l límite de deteccidn
d s
bajo de este mdtodo es aproximadamente de 0.5"11
comoCaco3.
e l l i m i t e superior mode s e r ampliado a t o d a s l a sconcentraciones por dilución de muestras. Es recomendable que una alicug ti de muestra no contenga nds de 2: . a d e CaCC a l ser titulada.
3
R e s h n del 14étodo:
Cuando EDTA (ácido etilendiaminotetracdtico o sus sales) es agroga- do n una muestra de agua que contenga c a l c i o y magnesio, este se combina
prinuro con e l calcio. E l calcio p e d e ser determinado directamente con EDTA, cuando
el
pH
se hace l o suficientemnte a l t o que e l magnesio es precipitado coro hidróxido y se usa un indicador que combina con c a l c i osolamente. Varios indicadores dan
un
cambio de color cuando todoel cal-
c i o se ha conplejado por e l - m A a un pH de 12 a13.
Xuestreo Y Alrracenamiento
3s posible muestrear tanto en recipientes d e v i d r i o como de pldsti- co.
En
caso de ser necedario e l almacenamiento preservar por adicidn de EN0 concentrado hasta un e 2.
Realizer e l a n á l l s i s antes de6
meses.3
Rsactivos
-
Ridrbfido de sodio, MUOH,U.
-
Indicadores: Usar cualquiera de los do3 sieuientes:L... *- L c 6,- i i c c-
de e t i l e n g l i c o l absoluto.
si
se p r e f i e r een polvo
saco mezclar 200 ng.de mureAda con 100 g de N a C l sólido y tamizar hasta obtener polvo de 40 o 50 mallas. Titular inmediatamente después de agregar e l indicador
porque Bste es inestable bajo condiciones alcalinas. Nota:
%te
fu9 e l indieadore l rmjor.
b) Indicador de Eriocromo a z u l negro R (sodio 1-(2-hidroxi-l n a f t i l a z o ) -2-naft?l-4-4cido sulfónico): Este cambia de rojo a través de púrpura a un púrpura azuloso a un azul puro sin ninguna
qile se
u t i l i 2 6
debido a que se consider6-
trasa de rojo o azul. E 1 pH de algaanas aguas debe ser elevado a
14
(I& bien que 12-13)por e l uso da NaOH EN para obtener un buen cambio de color. I-íoler en un niortero 2CC irg do pclvo de color y 100 grs de N a C l s6Udo a 40 y a
50
mallas. Almacenar en botellas herdticamente cerradas. Usar 0.2 grs de esta mezcla para l a titulación.
-
Solución estándar de EVi'A titulante0.01M: Pesar
3.723
prs. d e l reactivo grado analítico disodio etilindiaminote*zaceta t o dihidratado(ODTA), d i s o l v e r en agua destilada y d i l u i r a 1OoOmL. Estandarizar c o w
t r a una soluci6n estándar de c a l c i o como se indica:
a) Preparar una solución estándar de calcio: Pesando loo0 grs de polvo de Cam anhidro (estándar primario o reactivo especial bajo en
-
metales pesados, e l q u i l o s y mgnesio) en un matraz elrenmeyer de
500mi
3
Colocar un embudo en e l cuello d e l matraz y agregar, a gotas, HCl
se halla disuelto. Agregar 2 W d . de agua 1+1 hasta qua todo e l CaCO
destilada y hervir
por pocos minutos
hasta expeler C02 Enfriar, agregar pocas gotas de indicador de rojo de rmtilo. y ajustar a un color naran- j a intermadio a8adiando NH40H3N
o H C l l+l, segfn se requiera..
Tfansferir cuantitativamente y d i l u i r a 10120 ml. con agua de-
3'
tilada; 1 ml=
lmg
C a mb) Preparar también una soluci6n buffer de alguna de l a s dos
-
formas
siguientes:1) Disolver
16.9
g r s de cloruro de amnio(NH4Cl)
en 143 m lde hidrdxido de amonio concentrado (hli4CH). Agregar 1.25 grs de sal de mgnesio EDTA y d i l u i r a "$0 mi. con agua destilada.
2) Disolver
1.179
grs. de a l disódica de EDTA dihidratado-
(grado reactivo analftico) y 780 mg de suifato de magnesio (I@ Cl2-
*6H
O) en 50 nU. de agua destilada. Agregar esta solucidn a16.9
grs d eNH
C l y143
m l de hQOH concentrado, mezclando bien y d i l u i r a 25Gm i con agua destilada. Ajustar a l punto de equivalencia mediante l a
-
adicidn de pequeñas cantid.ides de
M T A
o i.:gClz.2
4
c) D i l u i r de 10 a
15
71 de l a solución estdndar de c a l c i o con50 v;L de agua destilada en una cacercla de porcelana u o's0 recipien te adecuado. Agregar 1 a 2 nil.de solucidn buffer. Usualmente 1
d.
será suficiente p a r a dar un pH de 10.0 a 10.1.
d ) Agrezar de 1 a 2 gotqs de solucidn de indicador o una canti- dad apropiada de polvo seca (indicador). T i t u l a r con l a solucidn e-
tandar ESTA lentamente, con agitación continua, hasta que e l dltimn t i n t e r o j i z o desaparezca de l a solucidn.
e ) Agregar l a s t h t i m s gotas a intervalos dz
3
a5
segundos.Al
punto f i n a l l a solucidn es normalmente azul. Se recomiendau i a r
l& para luz de. día o fluorescente luz de d f a proque l a l u z Incandesce+t e ordinaria tiende aproduclr un t i n t e r o j i z o en e1 a z u l ~1 punto
-
f i n a l .L c
.-
c L_ c.-
c c._
c fProcedimiento I .
Preparación de
la muestra: Debido a l pI elevado Gtilizado
en este procedidento, t i t u l a r inmsdiatamente después de añadir l a-
soluci6n elcalina y e l indhcador. U t i l i z q r mestras de 50 nL opor
ciones menores diluidas a 50 mi. de t a l manera que e l contenido de Ca en l a muestra sea alrcdedor de$-loo
ng. Analizar aguas duras-
con una alcalinidad mayo- de3OOw
de CaCO /it. tomandouna
porción mnor Y (diluyéndola a5G
ml., o bien, neutralizando l a alcalinidadcon ácido, hirviendo un rrdnuto y enfriando antes de er-zar l a
3
t i t u l a c i 6n.
Titulaci6n: A s a d i r 2 ml de solución de
NaOH a
un volumen sufj, ciente para producir un ;írI de 12 a13.
Agitar. Añadir de 0.1 a 0.2gde
la
mezcla d e l indicador seledcionado(o bien de 1 D 2 gotas s i seu t i l i z a l a soluci6n). T i t u l a r con
la
solución estándar M P A lenta-- mente. con agitaci6n continua hasta alcanzar e l punto f i n a l de l atit iaci6n. Cuando se u t i l i z a murexido a s e c h e s e que-ha llegado a1
punto f i n a l añadiendo de l a 2 gotas d e l titulante en exceso para
-
asegurarse que no ocurre ningún otro cambio de color.CAcuiog
ng Ca/l+AxB ~ 4 0 0 . 8
Dureza de Ca expres-da
cow:
mg Ca?/lt. =A%BxlOOOdonde: A
=
nü d e l titulante por maestra yB
=
mg de equivalentes de Ca? para1
nü. de t i t u l a n - mi. de nuestraml.de 1xue3tr.í
./^ **. I c *.- I
r
I L I cJJ&N.INIDAD TOTAL (Titulación Potenciodtrica gHd.5)
.
Alcance v Aplicaci6n
EL
&todo e s aplicable a todo tipo de agua e s p e c i i l m t e ú t i l para muestras de agua contaminada o residual.E l adtodo e s adecuado para todo i r h i t o de ccncentracidn de alca- linidad. sin embargo se recomienda errplear rlfcuotas no mayores de 5 O d .
Resumen d e l I-ldtodc
La alcalinidad de una nuestra de agua se determina titulando con
-
una scluci6n dciOa valorada a un pH=
4.5
sin que l a muestra haya sido f i l t r a d a , dilulda, concentrada o alterada en f o r m alguna.Interf erenciaa
Jabones, grasas y aceites, sólidos suspendidos o precipitados que recubran e l electrodo de v i d r i o causando baja respuesta. Pernritir un
-
tiempo de respuesta adicional de loa electrodos durante l a titulación.
Muestre0 y AlmacenaTiento
Es posible mestrearse en recisientes tanto de vidrio como de p l i g tico, mantener a baja temperatura (4OC). Llenar l o s recipientes de nuez
t r e o haiita e l t v y tapar h e d t i c a m s n t e . Debido a que
las muestras de
agua residual se ven sujetas a 1. JCCi6n 1~dcrobiol6gico Y a perder o gp nar gases cumdo se exponen a l a i r e . analizar l a s muestras e l rrismo dfa de su reoolección. No agitar l a muestra n i exponer e l aire.ADaratcs
v
KaterialesPotenci6mtro con una aproximpcidn de 0.@5 unidades de pH y siste-
ma conpensador de terperatiira.
Agitador mipn6tin0, con barris magn4ticas.
capacidad que perwitan sumergir completanente
los
slectrodos en l a muestra y dejar un espacio libre para l a agitaci6n con e l agitador magn6tico. Con tapas agujeradas para l a entrada de l o s electrodos y l a bureta..
Xeactivos
Solución de bicarbonato de a ) Secar de
3
a5
g de250°C
por cuatro horas y enfriarsodio C.C5 N aproamadamente. NasC03 grado estándar primario a
en desecador.
ó) Pesar 2.5 ú.2 grs. (aproddrrando a 1 ng) y transferir cuantitatiVarrsnt6 a un rratraz voiumeptrico d e 1'200 ml.
c)
Aforar con agua destilada y disolver mezclando. Reno
-
v a r semnnltrente
.
Solución estandar de ácido sulfúrico o &ido clorhfdrico 3.1
M
Diluir
3.0
m l de ácido sulf6rico concentradoen
8.3
ml de ácido clorhídrico concentrado a 1000 mlcon agua destilada.Estandarización:
a ) Tomar 40.C ml da solucidn de Na CO
pitados y agregar 60 trL da agua destilada aproximadamente.
en un Va80 d e p r e c i
2 3
b) T i t u l a r con
la solución de ácido sulfúrico o clorhfdrico
apH
5
aproximadamente.c ) Colocar a ebullicion durante
3-5
minutos cubriendo con un vidrio de r e l o jd ) E n f r i a r a temperatura ambients
e) Enjuagar e l v i d r i o de r e l o j colectando e l agua de enjug gue en e l vaso de precipitados.
f)
Continuarla titulación hasta
e l pHdel
punto de i n f l e -.
donde:A * g. de Na2C0 pesados
en
e l l i t r o de soluci6nB
=
Voldmen en n ü tomado de l a solución de Na2CGC
=
volifmsn en ml de l a soluci6n &ida gastado en l a t i t u b c i b n . 1 ml de l a solución ácida0.U e s
equivalente a 5.CO mg de Ca?;*
3
3
Sol.ución estándar de &ciao sulfúrico o &ido clorhídrico 0.C2N Tomar 200 mi de solución ácida 0.13 y d i l u i r a lC00 mi. con a-
agua destilada. Estandarj zar ?or titulaci6n potenciodtrica de l5ml. de solución de Na CO 0.Cg en l a misma f o r m que para l a soluci6n
-
9.1 X.
Un
m i l i l i t r o de e s t a solución es Equivalente a 1.0 mg de solu ci6n de C 3 9 .2 3
Solución d e t i o s u l f a t o d. scdio 0.UJ. M s o l v e r
25
g de Na$03.-5H20 y d i l u i r a
lCOOml
con agua destilada.Procedimiento
Seleccionar e l tan.atio de muestra y l a soluci6n titulante de nor
malidad adecuada. Se recomienda: Para muestras
Para mestras
1000 mg C ? 9 1 1 emplear soluci6n titulante 0.02iJ LOCO ng Ca?/l emplear solucidn titulante C.UJ Titulación potenciométrica
A) Transferir con pipeta
1
.
muestraal
vaso colocando l a punta cerca d e l fondoB) Xedir e l pH de l a muestra
L
.
D) T i t u l a r a pH
4.5
y anotar e l voldmen gastado..
cficulos (Titulación potenciodtrica)
Deterninar l a alcalinidad como mg de C d X 3 / 1 mdiante l a siguiente
f
ó m l a :mg/i Ca?
=
A xN
x5(joWB
donde:
A
=
Volhen, en mi de solución ácida gastado enla
titulación en mi.N
=
ijormalidad de l a solución &idaB
=
Voldmen en ni de muestra tonudo para l a t i t u l i c i ó n.
CLORO
RELTDUALE l cloro no e s solo
un
importante desinfectante sino que tambiénsatisface otras necesidades en plantas potabilizadoras de agua. Pue-
de reaccionar con amoniaco, hierro. manganeso. sustancias proteicas, sulfui.0 y algunas sustancias productoras de olores y sabores. nrejorali-
do l a s caracterfsticas d e l agua potabilizada. Puede reducir tambi6n l a s proliferaciones biol6gicas y prolongar l a s carreras de fiitracidn cuan do se Tractica l a cloracidn antes de
le
filtración.Con lospocesos de cloracidn se obtienen dos tipos de cloro resi-
dual en e l agua, esto e s , libre y combinado. E l cloro residual l i b r e ,
que 58 presenta cuando e l agua es clorada integramente, puede e x i s t i r
en tres forms: cloro molecular
(a-)
2
en rangos depiI de l a4 ;
en ácido hipoiloroso (!iOCl) también se presenta en rangos de pH dela9
prodominante en e l rango de 2 a
7
:
en pH 7.4 coexisten iguales proporcionea de &ido hicoclcroso e i n n hipoclorito
(OCl-),
e l hipocloritogana completa sscendencia sobre
9.5
siendo
Y 1 cloro residual combinado
se
presenta como: monoclorardna-
(iW2Ci), dicloraffLna (RIICb) y t r i c l o r a d n a (también conocida comotricloruro de nitrógeno) (X;S) y actda como agente oxidante menos ac-
tivos y su acción bactericida es d s lenta que l a d e l cloro libre.
El
cloro residual combinado se
forma
cuando e l proceso de cloraci6n ocu-rre en presencia de conpuestos de amanio, bien sea que
sa
encuentren presentes en forma natural o que se agreguen artificialmente para t a l prop6si to.Se incluyen dos modificaciones a ensayos para control en planta de agua potable clara e incolora que 88 cloran en form predominante
y a sea a un residual de Uoro libre disponible o residualde cloro
combinado disponible. La p a l a b a predominante significa que l o s t r e s cuartos o mas d e l residuo está en forma d e cloro l i b r e disponible o
-
c l o r o combinado disponible. La deterdnación de c l o r o residual puede ser r e a l i z a d a de acuerdo a preferencias personales. por titulaci6n
-
corn en e l d t d o A o con conparadores comnciales.A) Cloro residual (lutodo de OrtcZolidina)
3ste métcdo de control en planta se ha fornailado para aguas potables claras e incoloras. que ae cloran, en
fornu
predodnante, ya sea a un residual de cloro l i b r e disponible a un residual de c l o r o-
combinado disponible. E l sentido cuantitativo de prodominante se r e f i e r e a que l a s t r e s cuartas partes d e l residual, o ras, se encuentran bien
-
sea en l a f o r m l i b r e disponible o en l a foma combinada disponible.
Conio lanauor :-arta de l a s aguas potable se cloran para obtener un residual f i n a l de menos de 1 =/l.
solo se Jescribe
l a pre- paracidri de l o s patrones permnentes d e color en e l ámbito de O a 1.8In&.
?rocedimiento.- r’reparabión de
los
patrones de colorsa) Ye preparo l a siguiente serie de patrcnes de color. midiendo l o s voldmnes indicados de l a solución diluida d e c r o w t d i c r o m 3 t o en t $ y ~ s de Nesslcr separados, de 100 ml.
A p a r t i r de esta serie e s posible preparar y deleccionar cualquier número de patrones de manor v a l o r que sean edecua- dos s i l a variaci6n d e l c l o r o residual en
b
planta tiene variaciones mas reducin a s.b) Se diluyen hasta e l aforo de
100
m i con soluci6n amortiguadora diluida de fosfatos mzcl5ndose 10 veces por inver- si6n.
C)
Estos
patronesse ptrotegen cubriendo lo8 tubos con tapones limpios de aaucho.perfodo de varios meses.
si lospatrones
se
tienen que usar?or
unDetemdnació d e l c l o r o l i b r e residual disy,oni-
....
r-
...
"b l e :
a) Se enfrla ripidamante 1% muestra de agua a una temperatura tan baja corn sea poslble, colocándola en agua de hielo.
b) Con
una pipeta, a u t o d t i c a o de ieguridad. se vierbn5
m i d e l r a c t i v o de ortotolidina en un tubo de nessler deiC0
-
ml.c) Se agregan
95
rü de agua de l a mestra,13.6
nando c:m e l l a el tubo de Nessler de1CO
ml, hasta e l aforo.d) Se cubre e l tubo con W a p t n limpio de caucho y
se mezcla completarante e l contenido. Invirtiendo e l tubo por cuatro a a
-
seis veces. Zn este paso no se deben ocupr niric d e 10 segundos.e )
Con
una pipeta, a u t o d t i c a o de seguridad, se agregan inrnediataments a l tu505
ml de l a soluci6n de aasenio de sodio.f ) Se vuelve a crubrir el Cubo con e l tapán de caucho ;y se r.ezcla de nuevo invirtikndlo rápidamente :;or 4 a
6
veces.g) Se compara rápidaziente
01
c o l o r amarillo de- sarrollado con l o s patrcnes germanentec de color.h) E l resultado se registra como ng/l de cloro residual libre disponible.
9) Cloro Residual. Wtcdos de campo usando comparadores comercia l e s .
.
RESULTA-
.CUADRO We.
4
.,
1 .~[ q ~ a s NACIONALES E INTERNACION(%LES PARA IYZ CALIDAD DEL AGUA EN I& CIUDAD
DE MEXICO.
Límite Límite Organismo
Máximo normativo
Unidad
P a r á m e . t r O recomendado
1. Requisitos f í s i c o s de calidad.-
Color UPtCO
Sólidos d i s u e l t o s mg/l
Turbiedad UTJ
2. Estándares químicos de calidad.-
Potencial hidrógeno
---
Alcalinidad t o t a l (Caco3) mg/l
Dureza t o t a l (Caco3) mcJ/1
Dureza c á l c i c a (Caco3) mg/l
Cioruros
(ci-)
mg/lNitrógeno amoniaca.1 (N-Nil4) mq/l
Nitrógeno p r o t e i c o mq/l
Cobre (CUI w/1
ílierro (Fe) mg/l
Manganeso (Mn) mg/l
Det ergentes (CRAM) mg/l
C l o r o residual mg/l
N i t r a t o s (NO3),
2.xíyeno ccnsum. en medio ácido mg/l
3 . Estdndares bacteriológico6
de calidad.-
C'r,liformes t o t a l e s Tkcnica de
f i l t r o de membrana
Coiiformrs f e c a l e s .
4. Metales pesados.
P l o m o (Pb)
ArsGnico (As)
Cromo ( C r )
C d m i o (Cd)
b r i o (Bo)
Mc.rrurio (Hg)
lloro (B)
Que no excedan---
d e l 5 porcien-
t o l a s muestras con valores
superiores a 4
coliformes/100 m l . Ausencia.
ss
ss
ss
ss
ssss
ss
ss ss SSss
ss
ss
ss
ss
SS SS USEPAss
ss
ss
ss
OMS OMS*
* :.!~':<i io0 ;irrmisible para suministro de i3ua potable, Dept. o: National Health
9-
i 4
1.- A.OEREGON
2.- AZCAPOTZALCO 3.- BENITO JUAREZ 4.- COYOACAN 5.- CUAJIMALPA 6.- CUAUHTEMOC 7.- G.A.MADER0
0.- XZTACALCO
9.- IZTAPALAPA
0.- IACSNTRERAC I I
.-
MIGUEL HIDALGO 12.- MILWALTA 13.- T L A H U A C14.- TLALPAN 15.- V. C A R R A N Z A IG.- XOCHlMlLCO
*
CRITERIO 30 O00 FiBRAS/I.+
WATER QUALITY CRiTERA. .
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SIMBOLOGIA: U Tanque
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0.370.17
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3.81
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17.45
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13.72
14.44
22.65
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4 .CO
4.50
4 .os
PH
7.90
8.43
8 . 4 5
8
.a0
8.W
2.- Las d o s i s de h i d r J x i d o de c a l c i o , se escocieron en base
l a a g r e s i v i d d que ;'i*'esenta.h el agua en condicione3 i n i c i a l c s , (Ver ;*aSia !;o. 3
?:&rera:j y p o r m d i o de 103 :n:iicns d e a:;iezividad (ver t a b l a !:a. 2
t -w-ieci;-
-
l a d o s i s a?r:;ia.3a ;ara obtener un agua no agresiva y poco c o m grriva. Todo e s t o con e l f i n d'? a i a t i r l a agresividad d e l agua.
) . $'e escogi6 un ranyo m y ar::>lio para simular condicioncc
)
-
3.-
pica o h s m a r ,?1 cc-port.3nicnto delos
datos a n t e r i o r e s se re~&iraron l a s siguienteo g r < f i c a c :-
Eidr&u3o d e c a l c i c v s IA eIi,
para azua no cloracia.c 11: ca7cirs
71s
I:,
.:
I,<
!:.
~ l . i > & d o z..
,-ie c a l c i c v s I e Iii .=ra acua no clarada.- i f e c -n
ti.váy.e:ite, 1 3 q ~ r í s i - r i i a 3 d e l agua se abate cop. hidróxido d e c a l ( Jc
iir.ific; KO.
3
) s l r i er?l,arco, se observa -,ue a una deteminada con-entra-cid, 3e h i d d y i d 9 de c a l c i b presenta una satirracibn que im-de l a valara- cid:: n o r ~ a l de l o s I d i c e s .
:?idr&<:j'e -!e c a i c i q 7 s
i n
e13.-
-
I n e s t a g r á f i c a se o h s z v 4 e l -.is-.i.i coi.yo3.ar3.ento inverso d e los c r i t e r i o s Ad.L4 y RY¿KAR 0bter.i cid?e i abnti-Lento 3e l a a g i e ~ i v i 3 a d .
Sin
ernSargo,se obseria que los rsnzss Je 3osi.Ecaci.Cn rn6 y e q - x i o s debido a l con.portavier.to que se tatlifest6 enl a yráf:-ca a n t s r i o r , A pesar d e r e d u i i r e l rango, SeQbsema (Ver cráfica
So.
4 )
que tarrhién ha7 un ?unto en l a que se desequilibra e l comportapienta sando los :tndices,no puede ser valorado, e s t o pmbabiemonte sea por l a c1o.a-
ción
3e:t agua.. .
~.
..
. .
r
1.-
Sclecci6n de l a nona Y d e l POZO de emrimeatacidnSe e i i E i 6 e1 FOZO "Teíí6n" !io. 4 del eubsistma peiíán, ccrre& coma pozo p i l o t o para l l e v a r o cabo
pondiente a1 Sistema Oriento
13 netdologia propuesta -7 legrar e l objativo de l a s pruebas dc trg
taSilir3ad. <Sta elección se basó on t r e s importantos razones:
1) Porqae l o s remlta3os, que a r r o j a
el
nuestreo realizado endiferentes puntos del Sisterra i3idráulico d e l
D.F.
con l a finalidadde cuinti.ficar e l númsro de fibras de asbest:, por unidad de volúmn,
cent eni. :? o de a ,be st os.
2) Porque l a eval'iacibn histórica de l a agresividad del aeua en
e l pozo .?eiíón
h.
4
tiene c l a s i f i c a c i ó n , en promedio, de deradamen-t e agresiva, se& e l c r i t e r i o de .AA<A; y de
m y
corrosiva, en ::ron+di,> tamb:ikn. segdn e l c r i t e r i o de 3yznar. (Ver tabla de Indices de Agresividad). T&bla h ) ~ . 2
3)
Porque de los nueve pozos Peiíón. e l 4 'J7
sonlos
qui repor-tan en a n á i i s b a n t e r i o r e s , l a s mas a l t a s concentraciones da comu2stos
quo r-accionan (consunen) con cloro. (Ver cuadro NO.
2
)I;[.- Selección de?. d l c a l i paya a b a t i r l a azresividad del a m a
l.-Corno be observa dentro de l o s resultados i n i c i a l e s , I d aerg
lividad f e 1 ayrua e s caracterZstica en e l pozo PeRán Xc.
4
p rcomo ya se habila mencionado se e l i g i ó a l hidróxido de c a l c i o cono e l
d l i - i l i 6ptimo para abatir l a agresividad 301 agua debiio a que no e s
-
t.5x:co. .:rniste on e l meio-ci:io, etc... y ??ends porque e s un aÍlc311 muyOrccipitad3 cue f o r a r 3 una c3pi protsctnn en l a s i i n o a s i e coni?uxi&
:?el a p ~ ; a q ' ~ e iv,?edirá 13 incorporariCn 3e fibras de zzhecto a l 3Eu.a.
I .
7.-
Para er.omtrarla
:losis óptlria de ii;oc!.orito de scdic,se e q e r i n e n t 6 mantori.erdo ccnntantes diferentes dosis de E::?clo-ito
de sodic (
3 ,
5 ,
ic
yi5
pm.ie
hipociorito de S O ~ ~ O ) y variando do- s i s de c a l dentro de l o s rangos ya encontrados.8.- Coz0 se puede observar en l a tabla KO.
ca Xo. l a dosis 6ptirr;i de hipoclorito de sodio rara obtmer CORO
ínarfen :de seguririad 1 p?n cono lo estipula l a
SSA es
5
ppn.iI1.-
Continuacidn d e l r>rovectay en l a g r á f i -
Debido a
l a caracterfstica de turbiedad tan marcada.
se ha yopuesto l a segunda etapa d e l proyecta ya mncionada en l a me-I.
. .
..
.
. .
. .
..
..
.
..Zn térnilnos penerales l a r e a l i i a c i h de l a piueba
?ilota
fue s a t i s f a c t o r i a , y a que p e r r i t i 6 i d e n t i f i c a r entre o t r a s cosas, la res-uesta
del
agua901
poi3 a1 tratandcnto que l a fue Fracticado a s ícorno l a s ->esviacic,-,es que se puedan presentar taato en e l diseRo de
pimeha coso en l a r e a l i z a c i t n da l a s d e t e r r h a c i o n e s a n a l f t i c a s .
En concluui5n
los
aspectosras
iy2ortantes alcanzados fumar.:1)
Los
p : i t o s d e lS.H.C.F
,
d m d e se d e t c c t d e l mayor c o n t cnido do fibras de ósbesto se caracteriz6. t m b i C n , por pcsc.nr un eleva-
n i v e l , ;ie a p c s i v i d a d de1 aEua ~n ellas rnriejada.
2 ) Do,- ric las puntoe, d e l S.2.D.F.
,
qie re;>ortzrori l a s i~a-j'tI.F)Y cz?- .,c:tracicnes de Eibr3s de asbesto, fueror; tanque "-,o:on" y
robor,hes.
3)
L a dssificacidn de Ca(Ci:f)Z f i i ~ una t6cnicam y
favorabley ecor&ca para-utralizar l a agresirided
del
agua, y evaluar 1.0se f c c
t o s que se ::raducen c;n
el
nivel de agresividad d e l agua. color. turbie3ad , - '7 c h i 0 l i b r e residual.
4)'>et.idc a l a ; resultados obtenidos e n e l punto a t e r i a r , es-
p c ~ f i c a c s n t e a l a turbiedad, por f f e c t c de i n d i s i f i c a c i t n dol h i j r f i i -