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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
“INFLUENCIA DE LAS PLANTAS ACUÁTICAS DE PHRAGMITES AUSTRALIS (CARRIZO COMÚN) Y LA LEMNA MINOR(LENTEJA DE AGUA) EN LA DISMINUCIÓN DE DUREZA TOTAL Y CANTIDAD DE CLORUROS PRESENTES EN LAS AGUAS DE POZOS DE HUANCHAQUITO - TRUJILLO”.
TESIS
PARA OPTAR EL GRADO DE
MAESTRO EN INGENIERÍA AMBIENTAL
AUTORA : Br. SAAVEDRA CHUMACERO, LOURDES E.
ASESOR : Dr. SILVA VILLANUEVA, JOSÉ LUIS
TRUJILLO - PERÚ
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
“INFLUENCIA DE LAS PLANTAS ACUÁTICAS DE PHRAGMITES AUSTRALIS (CARRIZO COMÚN) Y LA LEMNA MINOR (LENTEJA DE AGUA) EN LA DISMINUCIÓN DE DUREZA TOTAL Y CANTIDAD DE CLORUROS PRESENTES EN LAS AGUAS DE POZOS DE HUANCHAQUITO - TRUJILLO”.
TESIS
PARA OPTAR EL GRADO DE
MAESTRO EN INGENIERÍA AMBIENTAL
AUTOR : Br. SAAVEDRA CHUMACERO, LOURDES E.
ASESOR : Dr. SILVA VILLANUEVA, JOSÉ LUIS
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JURADOS DE TESIS
_________________________
Dr. Segundo Domingo Ruiz Benites
Presidente
_________________________
Ms. Walter Moreno Eustaquio
Secretario
_________________________
Dr. José Luis Silva Villanueva
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DEDICATORIA
Al creador de todas las cosas, el que me ha dado fortaleza para continuar cuando a punto de caer he estado; con toda la humildad de mi corazón,
dedico en primer lugar mi trabajo a Dios.
Al hombre que me dio la vida, el cuál a pesar de haberlo perdido, a estado siempre cuidándome y guiándome desde el cielo,
gracias papito. A mi madre que ha sabido formarme con buenos
hábitos y valores, lo cual me ha ayudado a salir adelante en los momentos difíciles.
A mis hermanas, por haberme brindado su apoyo y compartir conmigo buenos y
malos momentos.
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AGRADECIMIENTO
Al Dr. Silva Villanueva, José Luis; por sus conocimientos, recomendaciones a lo largo de la elaboración y revisión de la presente tesis hasta la finalización de este proyecto.
A la Universidad Nacional de Trujillo, por su apoyo en la elaboración del marco teórico de esta tesis; asimismo, agradezco a todo el personal del laboratorio de dicha Universidad por su confianza y apoyo en las mediciones fisicoquímicas realizadas.
A varios amigos de postgrado de la Universidad Nacional de Trujillo de ingeniería ambiental, que me apoyaron para obtener más facilidades durante el desarrollo de la investigación.
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INDICE DEDICATORIA ... i AGRADECIMIENTO ... ii INDICE ... iii INDICE TABLAS ... viINDICE DE FIGURAS ... viii
RESUMEN ... ix ABSTRACT ... x CAPITULO I 1.1 INTRODUCCIÓN ... 1 1.2 Fundamento teórico ... 7 1.2.1 Agua de pozos ... 7
1.2.2 Origen de las aguas subterráneas ... 8
1.2.3 Pozo ... 9
Dimensiones del pozos ... 10
Como se definen las dimensiones del pozo ... 12
1.2.4 Clases de plantas acuáticas. ... 14
PHRAGMITES AUSTRALIS ... 15
LEMNA MINOR ... 17
Características ... 18
Temperatura ... 19
Reproducción ... 20
1.2.5 DUREZA DEL AGUA ... 21
DUREZA TOTAL ... 22
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1.4 Objetivos. ... 28 1.4.1 Objetivo general:... 28 1.4.2 Objetivos específicos: ... 29 1.5 Problema ... 29 1.6 Hipótesis ... 29 CAPITULO II 2.1 Materiales y métodos ………...30 2.1.1 Objeto de estudio ... 30 Población ... 30 Muestra ... 30 Tamaño de muestra ... 30Instrumentos, materiales consumibles y/o fuente de datos. ... 31
Reactivos... 32
Materiales consumibles... 32
2.3 Métodos y técnicas... 33
2.3.1 Procedimiento para crear Humedal artificial: ... 33
2.3.2 Procedimiento para calcular la Dureza total del agua de Pozo ... 34
2.3.3 Procedimiento para calcular la cantidad de Cl- por el método de Mohr ... 35
2.3.4 Procedimiento para ccalcular el porcentaje de remoción ... 36
Procedimiento y análisis de datos ... 38
CAPITULO III 3.1 Resultados ... 39 3.2 Discusión ... 39 CAPITULO IV 4.1 Conclusiones y recomendaciones ... 46 4.1.1 Conclusiones ... 46
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CAPITULO V
5.1. REFERENCIAS ... 47
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INDICE DE TABLAS
Tabla N°1.2.5.1: Índices de dureza del agua ... 22
Tabla N°1.2.6.1: Límites máximos permisibles de parámetros de calidad organoléptica del agua. ... 24
Tabla 2.1. Parámetros fisicoquimicos del agua. ... 31
Tabla 2.2. Diseño Experimental Bifactorial. ... 31
Tabla N°3.1. Concentraciones de Cl y Dureza en función a la planta Lemna Minor. ... 39
Tabla 3.2. Concentraciones de Cl y Dureza en función a la planta Phragmites Australis. 40 Tabla 3.3. Concentraciones de Cl y Dureza en función a las plantas Lemna Minor y Phragmites Australis. ... 41
Tabla 3.4. Comparación de los resultados obtenidos después de tratar las aguas de pozos con los LMP del agua. ... 42
TablaII.1 Factores inter-sujetos ... 52
Tabla II.2 Análisis de varianza para medir la dureza y cantidad de cloruros ... 51
Tabla II.3 Comparaciones múltiples ... 52
Tabla II.4 Dureza(ppm) ... 54
Tabla II.5 Cloruros (ppm) ... 55
Tabla II.6 Comparaciones múltiples ... 56
Tabla II.7: n Subconjuntos homogéneos ... 57
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INDICE DE FIGURAS
Figura1.2.1. El agua subterránea como parte del ciclo hidrológico ... 7
Figura 1.2.2 Ciclo Hidrológico ... 8
Figura 1.2.3. Flujo de agua subterránea ... 9
Figura 1.2.4 Construcción de un Pozo (excavación, propulsión, perforación) ... 9
Figura1.2.5. Esquema de diseño de Pozo ... 11
Figura 1.2.6 Perfil de un pozo artesiano ... 12
Figura 1.2.7. Diseño de pozos de Agua ... 13
Figura1.2.8. Diseño de pozos deAgua, consideraciones ... 14
Figura 1.2.4.1: Principales plantas acuáticas. ... 15
Figura1.2.4.2: Phragmites Australis. ... 15
Figura1.2.4.3: Limma minor. ... 19
Figura1.2.5.1: Creación natural del agua. ... 21
Figura1.3.1: Diagrama de procedimiento experimental. ... 37
Figura N°3.1. Comportamiento de la disminución de dureza del agua de pozo de Huanchaquito con las plantas acuáticas Limna Minor y Phragmites Australis. ... 42
Figura N°3.2. Disminución de la cantidad de cloruros de las aguas de pozos de Huanchaquito con las plantas Limna Minor y Phragmites Australis. ... 43
Figura I.1. Reporte de análisis de agua de pozo de laboratorio de servicios a la comunidad e investigación LASACI. ... 49
Figura III.1.1: Diseño de pecera de vidrio ... 60
Figura III.1.2: Selección de Lemna Mimor ... 60
Figura III.1.3: Selección de cogollos de Phragmites ... 61
Figura III.1.4: Pozos de una de las zonas de Huanchaquito ubicado a 1km de la vía de Evitamiento Huanchaquito Alto (Ref. Ovalo Huachaco)... 61
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Figura IV. 1.2: Traslado de los humedales a un lugar más amplio debido al crecimiento
del Phragmites Australis y toma de nuevas muestras de agua de pozo ... 62
Figura V. 1.1: Mezcla del agua de pozo con 10ml de Solución Buffer Ph10. ... 63
Figura VI.1.2: verificando con una cinta de pH que muestra sea igual a 10 . ... 64
Figura V.1.3: Verificando con el pH con el sensor de pH -Programa loger Pro. ... 64
Figura V.1.4: Agregando una pisca de Negro de Eriocromo T ... 65
Figura V.1.5: Titular la muestra con EDTA, moviendo en círculos hasta que el viraje es de color azul. ... 66
Figura V.1.6: La muestra cambio a un color azul después de la titulación. ... 66
Figura VI.1.1: Agregar 4 gotas de K2CrO4 al 5% a los 15ml de agua de pozo diluida en 50ml de agua destilada. ... 67
Figura VI.1.2: Se observa un pH cerca de 7. ... 67
Figura VI.1.3: Medimos el pH utilizando el sensor de pH . ... 68
Figura VI.1.4: Titulando la muestra con un patrón de AgNO3. ... 68
Figura VI.1.5: La muestra cambia de viraje a un color ladrillo ... 69
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RESUMEN
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo principal evaluar la influencia de las plantas acuáticas Phragmites Australis (Carrizo Común) y Lemna Minor (Lenteja de agua) en la disminución de dureza total y cantidad de cloruros presentes en las aguas de pozos de Huanchaquito- Trujillo, las mismas son usadas por los pobladores para regar sembríos y consumo propio, afectando su salud y teniendo producción baja en sus sembríos.
Las plantas acuáticas utilizadas para el tratamiento de agua de pozos, según los antecedentes, tienen un alto rendimiento en absorción de sales lo cual ha permitido disminuir la cantidad de Cloruros y dureza que presentan las aguas de los pozos de Huanchaquito para ello, se construyó humedales artificiales a nivel de laboratorio, de las cuáles se tomaron muestras cada 15 días durante 8 meses.
Los datos obtenidos en los análisis de las muestras iniciales fueron: Con respecto a la Dureza 542,7 ppm; Cantidad de Cl- 300,7 ppm. Después del tratamiento los datos promedio obtenidos para la dureza fueron de 502,4 ppm con solo Lemna Minor, 537,6ppm con solo Phragmites Australis y 489,8 ppm con Lemna Minor y Phragmites Australis, en cuanto a los resultados obtenidos de los cloruros tenemos 296,9 ppm con solo Lemna Minor , 248,8 ppm con solo Phragmites Australis y 233,8ppm con Lemna Minor y Phragmites Australis, estos resultados fueron comparados con los LMP del agua, lo que demuestra que este tratamiento es una alternativa viable y de bajo costo para la disminución de cloruros y dureza en las aguas de pozo de Huanchaquito - Trujillo.
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ABSTRACT
With the present work of investigation had as principal objective evaluate the influence
Phragmites Australis (common reed) and Lemna Minor (duckweed) aquatic plants
in the reduction of total hardness Quantity of chlorides present in the waters of wells of
Huanchaquito- Trujillo, they are used by the inhabitants to irrigate crops and own
consumption, affecting their health and having low production in their fields.
The aquatic plants used for the treatment of well water, according to the antecedents, have
a high yield in salt absorption which has allowed to decrease the amount of Chlorides and
hardness that the waters of the wells of Huanchaquito present for this, was constructed
wetlands Laboratory tests, of which samples were taken every 15 days for 8 months.
The data obtained in the analyzes of the initial samples were:
With respect to hardness 542,7 ppm; Cl- amount 300,7 ppm. After the average data
obtained for the hardness were of 502,4 ppm with Lemna Minor only 537,6ppm, with
Phragmites Australis only and 489,8 ppm with Lemna Minor and Phragmites Australis, In terms of the results of chlorides we have: 296,9 ppm with Limna Minor only, 248,8 ppm with Phragmites Australis only and 233,8ppm with Lemna Minor and Phragmites Australis, these results were compared with the water LMP, Which demonstrates that this treatment is a viable and low cost alternative for the reduction of chlorides and Hardness in the well water of Huanchaquito - Trujillo.
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1.1 INTRODUCCIÓN
Los sistemas de tratamientos de aguas con plantas acuáticas son una alternativa eficiente y económica para el tratamiento de aguas residuales, de pozos, aguas con contaminantes, etc. Entre estos tipos de plantas se encuentran la Lemna menor abundante en el distrito de Huanchaco y Phragmites australis el cuál presenta características de adaptabilidad de crecimiento en cualquier zona alrededor de 25°C. Uno de los problemas principales en la actualidad es la corrosión que se produce en las tuberías a causa de la dureza del agua, pero no es lo mismo electrodomésticos o tubos de agua con el cuerpo humano. En una revisión científica publicada en agosto de 2013 en la prestigiosa revista International Journal of Preventive Medicine coincidió con lo descrito hasta ahora, pero dedicó un apartado específico a la supuesta relación entre la dureza del agua y la formación de cálculos renales. En este trabajo se detalla que el impacto de la dureza del agua en esta patología es "poco clara".
También sabemos que el ión cloruro es uno de los iones inorgánicos que se encuentran en mayor cantidad en aguas naturales, residuales y residuales tratadas, su presencia es necesaria en aguas potables. En agua potable, el sabor salado producido por la concentración de cloruros es variable. En algunas aguas conteniendo 25 mg Cl-/L se
puede detectar el sabor salado si el catión es sodio. Por otra parte, éste puede estar ausente en aguas conteniendo hasta 1g Cl-/L cuando los cationes que predominan son calcio y magnesio.
Un alto contenido de cloruros puede dañar estructuras metálicas y evitar el crecimiento de plantas. Las altas concentraciones de cloruro en aguas, cuando éstas son utilizadas para el riego en campos agrícolas, deterioran los cultivos, en forma importante la
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Es entonces importante disminuir la concentración cuando esta sobrepasa los límites máximos permisibles (LMP), de la misma forma, se aplica para la dureza como lo veremos en este trabajo de tesis para lo cual empiezo describiendo las siguientes investigaciones:
Según Arslan Topal (2015) “La absorción de la tetraciclina y la degradación de productos por Phragmites australis cultivados en la corriente que llevan efluente secundario”, en este estudio, la tetraciclina ( TC ) y la degradación de los productos en Phragmites australis cultivan en la corriente Kehli realización se determinaron los efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales, las concentraciones de TC y productos de degradación se determinaron en las raíces , tallos y hojas de las plantas dando como resultado que las plantas de P. australis uptake TC y productos de degradación . El orden decreciente de captación P. australis se determinó como ETC > TC > EATC > ATC.
Según P. Brito, L.C. Alves, T. Pinheiro (2013) “Micro - escala partición elemental en los tejidos de la planta acuática Lemna minor L. expuesto al agua de drenaje carretera”, estudio el programa de seguimiento para evaluar el impacto ambiental de tráfico de automóviles sobre un puente principal en Lisboa, tanto el agua como la lenteja de agua (Lemna minor L.) fueron muestreados de los tanques de drenaje de la carretera y se analizaron para elementos químicos. Plantas uptake metales Cr, Mn, Cu y Zn a partir de agua de lluvia el drenaje de la carretera puente. Microsonda nuclear mapas elementales de criosecciones de tejidos menores L. mostraron que incorporó elementos
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permite un mejor conocimiento de la partición del tejido elemental en este organismo biomonitor.
Arias, I., Carlos A.; Brix, Hans. (2003) “Humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales” ,el presente estudio , tiene por finalidad de dar soluciones más atractivas a los tratamientos que emulan los fenómenos que ocurren espontáneamente en la naturaleza, esto es realizado debido al incremento de aguas residuales, los cuales ha obligado a ingeniería, a buscar, encontrar y aplicar alternativas viables y económicas, dando a conocer diferentes humedales artificiales como construidos basados en macrófitas flotantes, macrófitas de hoja flotante, macrófitas sumergidas y macrófitas emergentes.
Arroyave,M.D.P (2004).“La lenteja de agua (lemna minor l.): una planta acuática promisoria” en el presente estudio tiene como objetivo conocer las diferentes características de la de la plata acuática antes mencionada, se describen las principales características morfológicas y ecológicas de la planta acuática Lemna minor L., al igual que la utilización que tiene como complemento alimenticio para animales domésticos y en labores de fitorremediación, por su capacidad de absorber nutrientes y contaminantes de los ecosistemas acuáticos,asimismo se discute su potencial como una especie adecuada para realizar ensayos de fitotoxicidad.
Mogollón, M (2005). “Caracterización fisicoquímica de los humedales artificiales”. En este trabajo se estudió con la finalidad de caracterizar los humedales fisicoquímicos de
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raíces, piedras, suelo, entre otros, en este caso se utilizó la planta acuática Lemna minor L, donde a través de procesos biológicos y químicos los transforman en nutrientes para las microfitas que se dinamizan en ellos, con bajos consumos de energía, el resultado fue un baja eliminación de contaminantes.
Serna JP,Casas J.C.(2012). “Respirometría de Phragmites australis en presencia de materia orgánica disuelta y el xenobiótico clorotalonilo”. En este estudio la frecuencia respiratoria de Phragmites australis en presencia de agua residual sintética (ARS) y clorotalonilo (CLT) se evaluó utilizando un respirómetro. El estudio se dividió en dos fases, con los siguientes tratamientos: fase I con a) agua de grifo, b) agua de grifo + P. australis, c) ARS; fase II con a) ARS + CLT (0,29 mg.L-1), b) ARS + CLT (2,18 mg.L
-1), c) CLT (0,29 mg.L-1), d) CLT (2,18 mg.L-1). Cada experimento se realizó por
duplicado. Se analizó la influencia de las variables humedad relativa (HR), radiación solar (Rs), temperatura ambiente (T), presión barométrica (PB), evaporación y la evapotranspiración potencial (ETo) sobre la frecuencia de respiración de P. australis. No se encontraron diferencias significativas de la frecuencia respiratoria de P. australis (p < 0,05) con agua de grifo y ARS durante los experimentos de la fase I; lo mismo se encontró para todos los experimentos de la fase concluyendo en que el plaguicida CLT afecta la frecuencia respiratoría de P.australis.
Martelo J, (2012). “Macrófitas flotantes en el tratamiento de aguas residuales; una revisión del estado del arte”. Se estudió los tratamientos de aguas residuales que involucran macrófitas flotantes donde han demostrado ser eficientes en la remediación
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aptitud para ser empleados en núcleos rurales debido a su bajo consumo de energía convencional y la practicidad en el montaje y operación de los sistemas de tratamiento. Aun así, todavía no se han esclarecido rigurosamente los procesos que tienen lugar en la depuración de aguas residuales con macrófitas flotantes.
Cupe, E.D. y Portocarrero, C.J. (2009).“Evaluación de la eficiencia de plantas acuáticas flotantes Lemna Minor (Lenteja de agua), Eichhorna Crassipes (Jacinto de agua) y Pistia Stratoides (Lechuga de agua), para el tratamiento de aguas residuales domésticas”.En este estudio se evaluo la eficiencia de las plantas acuáticas dando como resultado con mayor efectividad la Lemna Minor > Pistia Stratoides>Eichhorna Crassipes.
Montano, J.J; Sandoval, M.(2005). Recientes aplicaciones de la depuración de aguas residuales con plantas acuáticas. Aquí,se analizan aquí los procesos y aplicaciones de los sistemas de depuración de aguas residuales con plantas acuáticas, y su importancia en las distintas actividades industriales, mineras y domésticas. Se comienza con una descripción de los sistemas más utilizados para estos fines, enfatizando el rol que cumplen las plantas en la descontaminación, enfocando la atención hacia el rol que cumplen las macrófitas. A continuación, se analizan los sistemas naturales y los sistemas artificiales. Como conclusión general se puede afirmar que este sistema, aunque poco difundido en Chile, es una buena alternativa para tratar los efluentes de actividades industriales, mineras, agropecuarias y domésticas.
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instrumentos que incorporen la variable ambiental; sin embargo, según la UNESCO, la gravedad y complejidad de esta problemática ha continuado, lo que motivó la Segunda conferencia Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo en 1992.
Al problema de contaminación de las aguas, se le ha dedicado atención mundial primordialmente atención en los países desarrollados de Europa, en los Estados Unidos de América, etc. Ello reviste mayor gravedad por el gran auge de las industrias y la elevada densidad de la población. En el Perú entre otros trabajos relacionados a la contaminación marina destacan las publicaciones de Guillen et al (1978), quienes dan a conocer las fuentes más importantes de contaminación, constituye las descargas industriales y domésticas, las cuales ocasionan un fuerte de impacto en el ambiente receptor (el mar).
Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (2004) Tratamiento de agua para el consumo humano. Plantas de filtración rápida. Se ha buscado explicar en forma profunda y a la vez sencilla los complejos procesos de tratamiento utilizados en los sistemas de purificación de agua, con el fin de que los profesionales de diversa formación que se encuentran laborando en este campo ingenieros sanitarios, civiles, químicos y agrícolas, biólogos, geógrafos, arquitectos e incluso zootecnistas tengan una clara comprensión del tema y, de este modo, mediante el estudio y dedicación, puedan llegar a convertirse en especialistas.
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1.2 Fundamento teórico
Este capítulo pone en consideración los fundamentos científicos necesarios empleados como base para el desarrollo de este estudio, los mismos que han sido extraídos de libros, investigaciones afines, revistas científicas y publicaciones en internet. De tal manera que aquellos lectores e investigadores interesados tengan una percepción clara de los términos que se manejaron como íconos en el proceso investigativo.
1.2.1 Agua de pozos
Agua Subterránea Es aquella parte del agua existente bajo la superficie terrestre que puede ser colectada mediante perforaciones, túneles o galerías de drenaje o la que fluye naturalmente hacia la superficie a través de manantiales o filtraciones a los cursos fluviales. (Figura 1.2.1).
Figura1.2.1. El agua subterránea como parte del ciclo hidrológico
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1.2.2 Origen de las aguas subterráneas
Se llaman aguas subterráneas a las existentes entre los intersticios del terreno, bajo su superficie. La aparente falta de regularidad en la aparición de afloramientos de aguas subterráneas y la dificultad de su previsión, unido a la enorme importancia que en algunas regiones ha representado su existencia para la vida de los pueblos, han dado siempre un carácter curiosamente misterioso a los estudios que se les han dedicado desde la antigüedad más remota (Figura 1.2.2).
Figura 1.2.2 Ciclo Hidrológico Fuente: Espinoza, 2004
El origen de las aguas subterráneas es uno de los problemas que más han preocupado al hombre desde los tiempos más remotos. La teoría de la infiltración, que supone que todas las aguas subterráneas provienen bien de infiltración directa en el terreno de las lluvias o nieves, o indirecta de ríos o lagos, no ha sido aceptada universalmente, sino desde tiempos relativamente recientes (Figura 1.2.3).
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Figura 1.2.3. Flujo de agua subterránea Fuente: www.wikipedia.com
1.2.3 Pozo
Un pozo es un agujero, excavación o túnel vertical que perfora la tierra, hasta una profundidad suficiente para alcanzar lo que se busca, sea una reserva de agua subterránea del nivel freático o fluidos como el petróleo. Generalmente de forma cilíndrica, se suele tomar la precaución de asegurar sus paredes con ladrillo, piedra, cemento o madera, para evitar su deterioro y derrumbe. (Figura 1.2.4).
Figura 1.2.4 Construcción de un Pozo (excavación, propulsión, perforación) Fuente: http://water.usgs.gov
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Dimensiones del pozos
Se completa su definición a partir de los datos anteriores con (Figura 1.2.3):
CAUDAL -ELEVACIÓN: PERMITEN LA ELECCIÓN DE LA BOMBA
El caudal y la altura manométrica total AMT (suma de la profundidad del nivel dinámico de bombeo más la elevación y las pérdidas de carga), permiten seleccionar la bomba. Sus dimensiones condicionan al pozo, al establecer un diámetro mínimo (y para algunas bombas un diámetro máximo también) de la tubería en cuyo interior se instalará la bomba.
Diámetro y longitud del filtro y diseño del prefiltro
El filtro se define en función del caudal, pero también del espesor de la capa o manto del acuífero. En el filtro se dan dos fenómenos contrapuestos: por un lado, la corrosión que tiende a aumentar el área libre, y por el otro la incrustación que disminuye el área libre o abierta.
Diámetro y longitud de ademe o camisa
La longitud estará definida en, por el perfil litológico. En otros casos se establecerá en función del nivel dinámico de bombeo y la consecuente profundidad de instalación del equipo de bombeo. Para establecer el diámetro interior habrá que tener en cuenta el tamaño de las tuberías que deban bajarse por su interior y el de la propia bomba.
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Figura1.2.4. Esquema de diseño de Pozo Fuente: Bellino, 2012.
En la Figura 1.2.5, se muestra el perfil de un pozo artesianos telescópico, con cada una de sus componentes principales a tener en consideración para su construcción y puesta en operación.
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Figura 1.2.6 Perfil de un pozo artesiano Fuente: Bellino, 2012
Como se definen las dimensiones del pozo
Profundidad total del pozo: depende del perfil litológico del terreno (corte del terreno que permite la identificación de las diferentes rocas o estratos constitutivos) en el lugar de emplazamiento. Si está explotando un acuífero confinado o semiconfinado podrá alcanzar como máximo la profundidad del iso de ese acuífero o comienzo del estrato confinante inferior (Figura1.2.5). .Entubado, ademe o encamisado: depende del perfil litológico del terreno. Si se desea explotar un acuífero confinado o semiconfinado que posee por encima otro acuífero que carezca de interés o bien deba aislarse en razón de la calidad inadecuada del agua que posee, deberá entubarse o encamisarse (con un tubo o ademe) la totalidad del mismo y gran parte del estrato aislante que exista entre ambos (Figura1.2.5).
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Diámetro y longitud del filtro: la longitud del filtro guarda relación con el tipo y granulometría del material que conforma el acuífero y con el caudal a extraer. Un factor importante que pesa a la hora de la decisión es el costo, ya que la rejilla suele ser el elemento comparativamente más costoso de los que componen el pozo, si se excluye el equipo de bombeo.
Selección de la abertura del filtro: el tamaño de la abertura de filtro se selecciona en f unción de la granulometría del material que compone el acuífero y en su caso, de la granulometría del filtro o prefiltro de grava o gravilla que eventualmente se emplee. En este último caso la rejilla debe contener al material artificialmente agregado y no al que constituye el acuífero.
Figura 1.2.7. Diseño de pozos de Agua Fuente: Bellino, 2012.
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Figura1.2.8. Diseño de pozos deAgua, consideraciones Fuente: Bellino, 2012
1.2.4 Clases de plantas acuáticas.
Las plantas acuáticas son aquellas que requieren una gran cantidad de agua en sus raíces para vivir, crecen en medios muy húmedos y completamente inundados, Caicedo (1995), básicamente tienen los mismos requerimientos nutricionales de las plantas terrestres. Se pueden clasificar en flotantes, sumergidas y emergentes.
Las plantas acuáticas facilitan la integración paisajística de los sistemas y recrean los ecosistemas complejos donde intervienen otros elementos como insectos, anfibios y aves, regulando el sistema. Además, ofrecen la posibilidad de obtener productos valorizables con
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ganado, producción de compost, producción de forrajeras, obtención de fibras para trabajos artesanales, etc.
Figura 1.2.4.1: Principales plantas acuáticas. Fuente :EPA (2003)
Las libélulas, u odonatos, son algunas de las especies que viven en sistemas con plantas emergentes y flotantes, utilizadas en los sistemas de depuración. Éstos son insectos predadores que poseen hábitos carnívoros, alimentándose de otros invertebrados e incluso de larvas de peces.
PHRAGMITES AUSTRALIS
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Neófito de gran tamaño, perenne y provisto de un gran rizoma leñoso cubierto con vainas coriáceas semejantes a escamas. Tallo de 80 – 350 (1000) x 0.5 – 1.2 cm, generalmente no ramificado. Hojas de 50 x 5 cm, verde grisáceas, aplanadas, que se adelgazan progresivamente hacia él un largo ápice; vainas lisas, glabras, cubriendo los nudos y la lígula formada por una línea de pelos. La inflorescencia es una panícula laxa de (8) 20 – 30 (50) cm, oblonga – ovoide. Espiguillas comprimidas lateralmente, de 10 a 16 mm, con 2 – 10 flores, la mayoría hermafroditas pero las inferiores masculinas o estériles. Glumas lanceoladas, tan largas como las flores, membranosas y con 3 – 5 venas; son desiguales, siendo la inferior de la mitad a dos tercios de larga que la superior. Lemas estrechamente lanceoladas, agudas o acuminadas, con 3 – 5 venas y largos pelos en la mitad proximal del dorso no geniculados. Raquis glabra. Anteras de hasta 2 mm de longitud.
Hábitat y ecología
Vive en marismas, lagunas y bordes de ríos formando densas poblaciones, desde el nivel del mar a los 1000 m de altitud. Se encuentra en comunidades pertenecientes a la Alianza
Phragmition communis (Orden Phragmitetalia, Clase Phragmitio – Magnocaricetea),
cañaverales y espadañales de aguas más o menos profundas, propia de márgenes de lagunas o cursos de aguas lentas. Son características Cladium mariscus, Phragmites australis, Scirpus lacustris subsp. lacustris, Typha dominguensis y Typha latifolia.
Requerimientos ecológicos
Luz: Crece a plena luz aunque soporta sombra. Temperatura: Calor moderado. Piso montano principalmente. Continentalidad: Intermedia. Humedad: Suelos encharcados.
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Acidez: Suelos débilmente ácidos; pH 4.5 - 7.5. Nitrógeno: Principalmente suelos ricos;
indicadora de riqueza de nutrientes.
Tipo biológico
Geófito.
Propiedades nutricionales
La raíz, cruda o cocinada, semeja a las patatas; contiene un 5% de azúcar y su aroma y textura son mejores cuando aún está en periodo de crecimiento; en Rusia son recogidas y transformadas en almidón. Los brotes jóvenes se emplean antes de que aparezcan las hojas y se emplean de la misma forma que el bambú. Los japoneses secan las hojas jóvenes, las pulverizan y las mezclan con cereales para hacer unas bolas hervidas que sirven con guisos. Las semillas molidas se emplean como aromatizante y son bastante nutritivas. Los tallos son hervidos en agua y posteriormente del agua se extrae la gran cantidad que tienen; en algunos lugares, los exudados azucarados de los tallos se emplean para formar bolas que se consumen como dulces.
LEMNA MINOR
También llamada Lenteja de agua. Planta acuática con hojas planas y ovaladas. Están
unidas en si por un pequeño manojo de raíces. Su color es verde, siendo este más o menos intenso según la iluminación.
Los vegetales que conforman esta familia botánica son plantas acuáticas libres, que viven flotantes, sin anclarse en los lechos fangosos, turbosos o arenosos de lagos y otras zonas húmedas, estancadas o fluviales de curso muy lento. Están conformadas por una diminuta lámina verdosa o verde amarillenta, cuya parte inferior, en contacto con el agua lleva una o varias raicillas diminutas, filiformes, simplificadas en auténticos rizoides que llevan una
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Son vegetales perennes, transformados en organismos muy reducidos cuyas primitivas raicillas, bastante cortas, se internan en el agua que sobrenada la parte verde, obteniendo las sustancias minerales y orgánicas requeridas para su sustento.
La falsa hoja aparente de las Lemnáceas es en realidad una especie de mezcla transformada, de tallo reducido a su mínima expresión, o inexistente, que tiene forma ovalada lenticular y bastante aplanada.
La familia está constituida por plantas acuáticas muy primitivas, consideradas como las fanerógamas más pequeñas y se distribuyen en casi todas las aguas dulces estancadas o poco movidas de casi todas las zonas templadas, subtropicales y tropicales del globo terráqueo. En España se citan dos especies que pueden encontrarse en charcos y estanques: Lemna minor y Lemna polirrhiza, que forman auténticos tapices verdes sobre las aguas quietas o cenagosas, perteneciendo al género Lemna conocido vulgarmente por Lenteja de agua.
Características
Nombre científico: Lemma minor
Origen: cosmopolita
Crece muy rápido, por lo que se puede convertir en una plaga. Resulta muy útil como forraje para los peces Carassius, son un complemento importante para la nutrición de estos, complementa el alimento seco evitando la constipación. Son muy útiles para tamizar la luz en los tanques tropicales que requieren esta suave iluminación. Son de superficies tranquilas, con poco movimiento y nunca con
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Figura1.2.4.3: Limma minor.
Fuente: EcuRed.(2016)
Se trata de una pequeña planta flotante, con hojas planas y ovaladas. Las hojas están unidas en si por un pequeño manojo de raíces. El color de las hojas es verde, siendo este más o menos intenso según la iluminación.
Luz
Iluminación intensa. Necesitan luz abundante durante doce o catorce horas diarias, como mínimo.
Temperatura
De 15 a 25ºC. Habituadas a sobrevivir soportando cambios climáticos propios de áreas continentales.
Tamaño
Aproximadamente 1cm. Cada hoja tiene una anchura de entre 2 u 3 milímetros. Condiciones del agua
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puede conseguirse en recipientes sin ningún tipo de aireador, ni filtro con agua detenida a condición de que reciban suficiente luz natural o de rampa luminosa completa.
Reproducción
Aunque pueden poseer órganos florales muy simples y de tamaño reducidísimo, la forma habitual de perpetuación de la especie es la reproducción vegetativa por gemación que, en síntesis, puede explicarse muy burdamente como la formación de brotes diminutos semejantes a la planta madre que se separan, originando reproducciones perfectas del vegetal primitivo, llegando a formar espesas alfombras verdes.
Propagación: por división. De cada pequeña planta, nacen hojas nuevas, que tras
desarrollar raíces se separan.
Es recomendable mantener un cultivo en un recipiente aparte, de donde se van
trasplantando de acuerdo a las necesidades.
En los estanques al aire libre suelen desarrollarse con suma rapidez, cerrando la
superficie libre por lo que deben ser periódicamente eliminadas, recogiéndolas en superficie con una red o llenando la alberca hasta hacer rebasar la capa superficial con la que caerán las lentejas de agua.
Gran absorción de nutrientes
La absorción de nitratos y carbonatos por parte de la Lemna es excelente con una buena luz. Primero por el gran número de ellas que pueden llegar a coexistir, y segundo por su gran eficiencia y velocidad de crecimiento y reproducción. Esta absorción de nitratos y carbonatos es muy útil en tu acuario, ya que te permitirá prolongar los cambios de agua y
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Lemna minor (y esto está demostrado en estudios recientes) tiene una gran capacidad de absorción de metales y plaguicidas.
1.2.5 DUREZA DEL AGUA
Es una característica química del agua que está determinada por el contenido de
carbonatos, bicarbonatos, cloruros y sulfatos de calcio y magnesio.
La dureza es indeseable en algunos procesos, tales como el lavado doméstico e industrial,
provocando que se consuma más jabón, al producirse sales insolubles.
Además le da un sabor indeseable al agua potable. La mayoría de los suministros de agua potable tienen un LMP 300 mg/L de dureza. Niveles superiores a 500 mg/L son indeseables para uso doméstico.
La siguiente imagen muestra la creación natural de cómo el agua adquiere los carbonatos que se encuentran presentes en las rocas.
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DUREZA TOTAL
La dureza total del agua es fundamentalmente la suma de los iones de calcio y magnesio fijados en forma de carbonatos, sulfatos, cloruros, nitratos y fosfatos, expresados en ppm de CaCO3. Interpretación de la Dureza:
Tabla N°1.2.5.1: Índices de dureza del agua
Fuente: Diana Jimenez-Monografías.com (2014)
La determinación de la dureza, tanto la de calcio como la total, se realiza por el método de titulación con ácido Etilen – Diamino – Tetra – Acético (EDTA). El EDTA forma un complejo cuando es añadido a una solución que contenga ciertos cationes metálicos. Si una pequeña cantidad del indicador negro de ericromo T es añadida a una solución acuosa que contiene iones de calcio y magnesio a un pH de10 ± 0.1, la solución se teñirá de un color púrpura o rojo vino; si se añade EDTA como titulante, el calcio y el magnesio reaccionarán con él. Después de que suficiente cantidad de EDTA es añadida para reaccionar o capturar todos los iones de calcio y magnesio, la solución cambiará de rojo vino a color azul.
Reacciones:
Clasificación Dureza (ppm
CaCO3)
Agua suave 0-75
Agua poco dura 75-150
Agua dura 150-300
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Ca2+ + Mg2+ + ENT --->[Ca-Mg--ENT] complejo púrpura [Ca-Mg-ENT] + EDTA --->[Ca-Mg--EDTA] + ENT color azúl
La agudeza del cambio de color aumenta, aumentando el pH, sin embargo, éste no debe ser incrementado indefinidamente ya que, existe el peligro de precipitar CaCO3 y Mg(OH)2. El pH de 10 a 10.5 es satisfactorio y se establece un máximo de
5 minutos de duración de la titulación para minimizar la tendencia hacia la precipitación del CaCO3.
1.2.6 DETERMINACIÓN DE CLORUROS
Las aguas naturales tienen contenidos muy variables en cloruros dependiendo de las características de los terrenos que atraviesen, pero, en cualquier caso, esta cantidad siempre es menor que las que se encuentran en las aguas residuales, ya que el NaCl es común en la dieta y pasa inalterado a través del aparato digestivo.
El aumento en cloruros de un agua puede tener orígenes diversos. Si se trata de una zona costera puede deberse a infiltraciones de agua del mar. En el caso de una zona árida el aumento de cloruros en un agua se debe al lavado de los suelos producido por fuertes lluvias.
En último caso, el aumento de cloruros puede deberse a la contaminación del agua por aguas residuales.
Los contenidos en cloruros de las aguas naturales no suelen sobrepasar los 50 - 60 mg/L. El contenido en cloruros no suele plantear problemas de potabilidad a las
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Según el Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano - DS N° 031-2010-SA (Ministerio de Salud-Perú), los LMP que figuran en la tabla N°02.
Tabla N°1.2.6.1: Límites máximos permisibles de parámetros de calidad organoléptica del agua.
UCV = Unidad Calor Verdadero. UNT= Unidad nefelometría de turbiedad Fuente: http://www.minsa.gob.pe/bvsminsa.asp
El ion cloruro (Cl-), es uno de los aniones inorgánicos principales en el agua natural y
Parámetros Primera Laguna Segunda Laguna
1. Olor …. Aceptable
2. Sabor …. Aceptable
3. Color UCV escala Pt/Co 15
4.Turbiedad UNT 5
5. Ph Valor de pH 6.5-8.5
6. Conductividad (25°) µho/cm 1500
7. Sólidos totales disueltos 8. Cloruros 9. Sulfatos mg/L mgCl-L-1 mgSO4=L-1 1000 250 250 10. Dureza total 11. Amoniaco 12. Hierro 13. Manganeso 14.Aluminio 15. Cobre 16. Zinc 17. Sodio mg CaCO3L-1 mgNL-1 mgFL-1 mgMnlL-1 mgAlL-1 mgCuL-1 mgZnL-1 mgNaL-1 500 1.5 0.3 0.4 0.2 2.0 3.0 200
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Los contenidos de cloruros de las aguas son variables y se deben principalmente a la naturaleza de los terrenos atravesados. Habitualmente, el contenido de ion de cloruro de las aguas naturales es inferior a 50 mg/L.
En el agua potable, el sabor salado producido por el Cl- es variable y depende de la composición química del agua.
VOLUMETRIAS DE PRECIPITACIÒN:
En las volumetrías de precipitación se mide el volumen de solución tipo, necesario para precipitar completamente un catión o anión del compuesto que se analiza.
Los métodos del Mohr y Volhard son ejemplos de volumetrias de precipitación.
Método de Mohr: El método se utiliza para determinar iones cloruro y bromuro de
metales alcalinos, magnesio y amonio.
La valoración se hace con solución patrón de AgNO3. El indicador es el ion cromato
CrO42-, que comunica a la solución en el punto inicial una coloración amarilla y forma en
el punto final un precipitado rojo ladrillo de cromato de plata, Ag2CrO4. Las reacciones
que ocurren en la determinación de iones cloruro son:
Cl - + Ag+ AgCl (Precipitado blanco)
CrO42- + 2Ag+ Ag2CrO4 (Precipitado rojo ladrillo)
La solución debe tener un pH neutro o cercano a la neutralidad. Un pH de 8.3 es adecuado para la determinación.
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La solución patrón de AgNO3 se puede preparar por el método directo dado que el nitrato
de plata es un reactivo tipo primario; con el objeto de compensar los errores en la precipitación del punto final se prefiere el método indirecto y la solución se valora con NaCl químicamente puro. Cuando la solución tipo se prepara por el método indirecto no es necesario el ensayo en blanco, porque el exceso empleado en la valoración de la sustancia problema se compensa con el empleado en la valoración del AgNO3.
Método de Volhard:
Este método de titulación se usa para la determinación de plata y compuestos de plata, aniones que se precipitan con Ag como Cl-, Br -, I -, SCN- y AsO4-4.
Para el caso de determinación de un anión, se acidula con HNO3, se agrega un exceso de
solución tipo de AgNO3 para precipitar el anión y se valora por retroceso el exceso de Ag+,
con solución patrón de tiocianato de potasio; el indicador es el Fe+3, que proporciona color rojo a la solución.
Las reacciones que ocurren en la determinación de iones cloruro son:
Ag+ + Cl- AgCl
Ag+ + SCN- AgSCN
Fe+3 + SCN- FeSCN+2
1.7 Calidad Ambiental del agua
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113.2 Son objetivos de la gestión ambiental en materia de calidad ambiental:
a. Preservar, conservar, mejorar y restaurar, según corresponda, la calidad del aire, el agua y los suelos y demás componentes del ambiente, identificando y controlando los factores de riesgo que la afecten.
b. Prevenir, controlar, restringir y evitar según sea el caso, actividades que generen efectos significativos, nocivos o peligrosos para el ambiente y sus componentes, en particular cuando ponen en riesgo la salud de las personas.
c. Recuperar las áreas o zonas degradadas o deterioradas por la contaminación ambiental.
d. Prevenir, controlar y mitigar los riesgos y daños ambientales procedentes de la introducción, uso, comercialización y consumo de bienes, productos, servicios o especies de flora y fauna.
e. Identificar y controlar los factores de riesgo a la calidad del ambiente y sus componentes.
f. Promover el desarrollo de la investigación científica y tecnológica, las actividades de transferencia de conocimientos y recursos, la difusión de experiencias exitosas y otros medios para el mejoramiento de la calidad ambiental.
A1. Aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección. Entiéndase como
aquellas aguas, que por sus características de calidad reúnen las condiciones para ser destinadas al abastecimiento de agua para consumo humano con simple desinfección, de conformidad con la normativa vigente.
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1.3 JUSTIFICACION
Esta investigación se realiza con el fin de dar a la población de Huanchaquito Alto una alternativa de tratamiento de agua natural, con un bajo costo y alto rendimiento en el tratamiento, ya que la Lemna Minor (lenteja de agua es abundante en la zona) y el Phragmites Australis (Carrizo ) es adaptable a los terrenos del distrito de Huanchaco, este tratamiento de agua incluso es beneficioso para la misma ciudad de Trujillo debido a que en la actualidad, en los últimos años el crecimiento poblacional conlleva a la necesidad de abastecer a la población con mayores volúmenes de agua potable. Hace poco debido al cambio climático toda la costa peruana se vio afectada por intensas lluvias causando desbordes de ríos e inundaciones. En Trujillo hubo desbordes de las quebradas San Carlos, San Idelfonso y León dormido, causando que la ciudad de Trujillo se quede desabastecida de agua potable debido a que solo cuenta con una planta de tratamiento y esta fue afectada. Es por esta razón puedo afirmar que este trabajo de investigación es más práctico, accesible para la población del Distrito de Huanchaco a diferencia de otros tratamientos que son complejos y representan un elevado costo.
1.4 Objetivos.
1.4.1 Objetivo general:
Disminuir la dureza y cantidad de cloruros presentes en las aguas de pozos del distrito de Huanchaquito-Trujillo utilizando la Lemna Minor (Lenteja de agua) y el Phragmites Australis( Carrizo común) en medios artificiales a nivel de laboratorio para mejorar la calidad de estas aguas.
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1.4.2 Objetivos específicos:
Determinar la Dureza Total y Cantidad de cloruros presentes en las aguas de pozos del distrito de Huanchaquito-Trujillo.
Acondicionamiento de las plantas acuáticas Phragmites Australis y Lena Minor en
humedales artificiales a nivel de laboratorio.
Determinar el porcentaje de remoción para los parámetros dureza y cantidad de
cloruros presentes en las aguas de pozo de Huanchaquito- Alto, Trujillo-La Libertad.
Comparar los valores obtenidos con los límites máximos permisibles estipulados por la normativa peruana.
1.5 Problema
¿En qué medida influyen las plantas acuáticas de Phragmites australis (carrizo común) y la
Lemna Minor (Lenteja de agua) en la disminución de dureza y cantidad de cloruros en las
aguas de pozos del distrito de Huanchaco Alto -Trujillo-La Libertad?
1.6 Hipótesis
Las plantas acuáticas de Phragmites australis (carrizo común) y la Lemna Minor (Lenteja de agua) influyen significativamente en la disminución de dureza y cantidad de cloruros en las aguas de pozos del distrito de Huanchaco Alto -Trujillo-La Libertad.
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2.1 Materiales y métodos Material de estudio 2.1.1 Objeto de estudio PoblaciónLa población estuvo conformada por las aguas de pozos del distrito de Huanchaquito, las cuales son utilizadas para consumo humano y agricultura.
Muestra
Se recolecto muestras de agua proveniente de 3 pozos del distrito de Huanchaquito Alto, para el análisis en laboratorio químico.
Parámetros físico-químico: Este tipo de agua: se caracterizan de la siguiente manera:
Tabla 2.1: Parámetros físico-químicos de las aguas de pozos. Especie Cantidad
Dureza total 562,7 ppm.
Cloruros 289 ppm.
Ph 5,8
Fuente: Reporte de análisis LASACI-Química UNT. Tamaño de muestra
El tamaño de muestra se determinó para un diseño bifactorial, con variables plantas acuáticas Lemna Minor (Lenteja de agua) y Phragmites Australis (Carrizo Común) en un medio de diseño artificial, los análisis de cada muestra se harán cada 15 días con tres réplicas (Gutiérrez, H y De la Vera, R. 2008. Análisis y diseño de experimentos. México: Mc. Graw Hill dependiendo de la muestra). Se asume para el experimento se cuenta con una muestra homogénea porque será preparada en laboratorio con un error experimental medio, dado que es una investigación de exploración de variables.
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Tabla 2.2. Diseño Experimental Bifactorial.
Fuente: Ing. Otiniano
N = a. b. r a: Niveles de plantas acuáticas (ppm)
N = 3. 4. 3 b: Niveles de tiempo: (días).
N = 36 r: replicas.
Instrumentos, materiales consumibles y/o fuente de datos.
Instrumentos
Sensor de pH Marca Vernier Cronómetro Marca CASIO.
Materiales Bureta 25ml Matraz erlenmeyer de 250ml Probeta 50ml Planta acuática Tiempo (días) 15 30 45 60 Limna Minor. Y111 Y112 Y113 Y121 Y122 Y123 Y131 Y132 Y133 Y141 Y142 Y143 Phragmites Australis. Y211 Y212 Y213 Y221 Y222 Y223 Y231 Y232 Y233 Y241 Y242 Y243 Phragmites Australis y Limna Minor Y311 Y312 Y313 Y321 Y322 Y323 Y331 Y332 Y333 Y341 Y342 Y343
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Pinzas mariposa Espátula Vasos de precipitación de 250ml Un vaso de 50ml Embudo de vástago largo
Tinajas de 35cm de profundidad, 72cm de ancho y 42cm de largo, haciendo un volumen de 121 litros de capacidad y un área de 30.2dm2 como se muestra en la figura del anexo A- Figura A.1
Acuarios de vidrio con 19cm de profundidad, 19.5cm de ancho y 39 cm de
largo, haciendo un volumen de 14.45 litros de capacidad y un área de 7.60 dm2 como se muestra en la figura del anexo III-Figura III.1.1.
Reactivos
Buffer pH 10
Negro de eriocromo T (ENT)
25ml de Solución EDTA 0.01M Solución de K2CrO4 al 5%
Solución AgNO3 0,1N valorada
NaHCO3 CH3COOH Agua Destilada Materiales consumibles Guantes. Mascarilla.
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Botellas de plástico
Sticker de codificación y franelas.
2.3 Métodos y técnicas
El procedimiento se realizó, según como se describe a continuación:
2.3.1 Procedimiento para crear Humedal artificial:
Se seleccionó las mejores semillas de Limna Minor y los cogollos de
Phragmites Australis y trasvasarlas en tinajas de 35cm de profundidad, durante 1 día.
Como primer paso hay que preparar las plantas Lemna Minor y los cogollos de Phragmites Australis.
En las peceras de vidrio vacías se colocó como base una pequeña capa de tierra de aproximadamente 2cm.
Se procedió a cubrir la capa con un Tecnopor (el Tecnopor debe tener tantos orificios como plantas de Phragmites se vayan a trasplantar).
Luego se cubrió el Tecnopor con arena y grava pequeña aproximadamente
3cm, tener cuidado de dejar los orificios para trasplantar los Phragmites.
Se trasplantó los Phragmites en los orificios del procedimiento antes
mencionado.
Se Llenó la pecera con agua de pozo (despacio por un lado de las paredes del
vidrio), dejar reposar por 1hora.
Se colocó una bomba e aire.
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2.3.2 Procedimiento para calcular la Dureza total del agua de Pozo: Se tomaron 25 ml de la muestra de agua en el matraz Erlenmeyer. Luego se agregó 10 ml de solución buffer.
Se agregó una pizca de negro de eriocromo T(ENT), apreciando un color
púrpura.
Se tituló con solución EDTA (sal disódica) 0,01 M, hasta apreciar un color azul.
Reacciones:
Ca2+ + Mg2+ + Buffer pH10--->Ca2+ + Mg2+ + ENT--->[Ca-Mg--ENT] complejo púrpura [Ca-Mg--ENT] + EDTA --->[Ca-Mg--EDTA] + ENT color azúl Cálculos:
DT (ppm) = M
EDTA. V
EDTA. 100000
V
MUESTRA Donde: M EDTA = 0,01MVEDTA = Volumen de gasto del EDTA.
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2.3.3 Procedimiento para calcular la cantidad de Cl- por el método de Mohr: Se midieron 10ml de muestra de agua de pozo con una pipeta y trasvasarla a un
matraz de Erlenmeyer de 250ml.
Seguidamente se añadió 50ml de agua destilada con el fin de diluir y observar
el viraje.
Se agregó de 3 a 4 gotas de K2CrO4 al 5%.
Con el sensor de pH se comprobó si la muestra preparada se encuentra en un rango de 6.3 – 10.5, de no ser así se ajustará a este rango, es decir si la muestra es menor a 6.3 alcalinizarlo con carbonato de sodio(NaHCO3), pero si es
mayor a 10,5 se debe agregar ácido acético (CH3COOH).
Se procedió a enrazar hasta cero una bureta con nitrato de plata a 0,1N (AgNO3).
Luego se tituló la muestra del matraz con el nitrato de plata de la bureta hasta que cambie de viraje a un color rojo o rosado.
Se hizo anotaciones del volumen de gasto del AgNO3 0,1N que se utilizó de la
bureta.
Reacciones:
Cl ‾ + Ag+ → AgCl ↓ (Precipitado blanco)
CrO4= + 2Ag+ → Ag 2CrO4 ↓ (Precipitado rojo ladrillo)
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Donde:
NAgNO3 = 0,1M de Solución de AgNO3
VAgNO3 = Volumen de gasto de la solución de AgNO3
PequiCl = Peso equivalente del Cl = 35.5/1
VMUESTRA = volumen del agua para el análisis
2.3.4 Procedimiento para ccalcular el porcentaje de remoción
Para calcular el porcentaje de remoción reemplazamos los resultados iniciales y
finales en la siguiente formula:
% Remoción = ( valor inicial - valor final) / valor inicial
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Figura1.3.1: Diagrama de procedimiento experimental.
Fuente: Ing.Lourdes Saavedra Crear Humedales artificiales
Se extrajo aproximadamente 12 L de una muestra de agua de pozo de
Huanchaquito
Determinar los parámetros físico-químicos iniciales de la muestra.
Planta acuática Lemna Minor (lenteja de agua) Planta acuática Phragmites Australis (Carrizo Común)
Cada 15 días tomar una muestra
Dureza total del agua Cantidad de Cloruros mediante el método de Mhor.
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Procedimiento y análisis de datos
Los datos fueron procesados mediante el software SPSS.
Las evaluaciones se realizarán después de hacer los análisis de dureza y cantidad de cloruros
correspondientes a la muestra patrón (sin tratamiento) de agua de pozo, así mismo cuando
tengamos los tres humedales artificiales creados.
En un medio artificial colocaremos 3L de agua de pozo con la planta acuática Lemna Minor
(Lenteja de agua) y en el otro medio artificial la planta acuática de Phragmites Australis y en
el último medio artificial las dos plantas acuáticas antes mencionadas, hay que tener en cuenta
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3.1 Resultados.
En la tabla Nº 3.1. Encontramos los valores iníciales de la caracterización correspondiente al agua de pozo del distrito de Huanchaquito Alto con presencia Cl- y Dureza encima de los LMP, con la que se empezó el trabajo de investigación; tratadas con la planta acuática Lemna Minor, monitoreadas cada 15días de tratamiento.
Tabla N°3.1. Concentraciones de Cl y Dureza en función a la planta Lemna Minor. Muestra Planta Acuática Tiempo (días) Dureza Total (ppm) Cl -(ppm) INICIO Lemna Minor 0 542,7 300,7 TOMA 01 Lemna Minor 15 541,3 300,1 542,5 299,8 540,8 300,0 TOMA 02 Lemna Minor 30 532,6 298,2 533,1 298,1 533,6 299,1 TOMA 03 Lemna Minor 45 510,6 298,0 510,9 297,1 509,0 297,6 TOMA 04 Lemna Minor 60 502,7 297,2 502,5 296,4 502,1 297,1
Fuente: Reporte de análisis LASACI-Química UNT.
El porcentaje de remoción de la tabla N°3.1: % Remoción para la Dureza:
% Remoción = ( 542,7 - 502,1) / 542,7 x 100 = 7,5% % remoción para Cl-
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En la tabla Nº 3.2. Encontramos los valores iníciales de la caracterización correspondiente al agua de pozo del distrito de Huanchaquito Alto con presencia Cl- y Dureza encima de los LMP, con la que se empezó el trabajo de investigación; tratadas con la planta acuática Phragmites Australis, monitoreadas cada 15días de tratamiento.
Tabla 3.2. Concentraciones de Cl y Dureza en función a la planta Phragmites Australis. Muestra Planta acuática Tiempo (días) Dureza(ppm) Cl - (ppm) INICIO Phragmites Australis 0 542,7 300,7 TOMA 01 Phragmites Australis 15 542,4 289,0 542,1 288,7 542,3 287,5 TOMA 02 Phragmites Australis 30 541,6 267,3 541,9 268,5 541,5 266,9 TOMA 03 Phragmites Australis 45 540,3 253,2 540,0 255,3 541,4 254,3 TOMA 04 Phragmites Australis 60 538,5 249,5 537,0 249,1 537,2 247,9
Fuente: Reporte de análisis LABSI-Química UNT. El porcentaje de remoción de la tabla N°3.2:
% Remoción para la Dureza:
% Remoción = ( 542,7 - 537,2) / 542,7 x 100 = 1,01% % remoción para Cl-
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En la tabla Nº 3.3. Encontramos los valores iníciales de la caracterización correspondiente al agua de pozo del distrito de Huanchaquito Alto con presencia Cl- y Dureza encima de los LMP, con las plantas acuáticas Phragmites Australis, monitoreadas cada 15días de tratamiento.
Tabla 3.3. Concentraciones de Cl y Dureza en función a las plantas Lemna Minor y Phragmites Australis. Muestra Planta acuática Tiempo (días) Dureza(ppm) Cl - (ppm) INICIO Phragmites Australis y Limna Minor 0 542,7 300,7 TOMA 01 Phragmites Australis y Limna Minor 15 540,0 287,5 540,5 288,1 538,4 287,7 TOMA 02 Phragmites Australis y Limna Minor 30 531,1 268,3 530,3 266,7 525,0 269,2 TOMA 03 Phragmites Australis y Limna Minor 45 529,0 254,7 528,1 254,5 519,0 253,8 TOMA 04 Phragmites Australis y Limna Minor 60 490,4 232,2 489,7 240,4 489,5 228,9
Fuente: Reporte de análisis LABSI-Química UNT.
El porcentaje de remoción de la tabla N°3.3: % Remoción para la Dureza:
% Remoción = ( 542,7 - 489,5) / 542,7 x 100 = 9,8% % remoción para Cl-
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Tabla 3.4. Comparación de los resultados obtenidos después de tratar las aguas de pozos con los LMP del agua.
Parámetros evaluados Resultados finales LMP agua Dureza(ppm) 489,5 500 Cloruros(ppm) 228,9 250 Fuente: Propia
Figura N°3.1. Comportamiento de la disminución de dureza del agua de pozo de Huanchaquito con las plantas acuáticas Limna Minor y Phragmites Australis.
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Figura N°3.2. Disminución de la cantidad de cloruros de las aguas de pozos de Huanchaquito con las plantas Limna Minor y Phragmites Australis.
3.2 Discusión
Esta investigación tuvo como propósito mejorar la calidad del agua de pozos del distrito de Huanchaquito Alto con un tratamiento de plantas acuáticas (Limna Minor y Phragmites Australis) para disminuir la dureza total y cantidad de cloruros, para ellos se hicieron 3 acuarios con esta agua, uno con solo Limna Minor, otro con solo Phragmites Australis y otro con las dos plantas acuáticas.
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observar en la tabla 3.1 con presencia de Limna Minor tenemos una disminución de dureza de 40,6ppm en un periodo de 50días respecto a la muestra incial , en cuanto a la disminución de cloruros con la Limna Minor es de 3,6ppm en 50 días respecto a la muestra inicial, entonces nos podemos dar cuenta que la Limna Minor disminuye significativamente la dureza total y poco la cantidad de cloruros, en la tabla N° 3.2 , observamos que en presencia de Phragmites Australis lo que disminuye más es la cantidad de cloruros en un 52,8ppm con respecto a la muestra inicial a diferencia de la dureza que disminuye en un 5,7 ppm con respecto a la muestra inicial, aquí claramente podemos afirmar que el Phragmites Australis ayuda a disminuir con mayor velocidad la cantidad de cloruros y muestra poco resultado con la disminución de dureza, confirmando la investigación de Arslan Topal (2015) , en cambio la Limna Minor disminuye significativamente la cantidad de Dureza y poca cantidad de cloruros, si nos basamos en nuestros antecedentes según Cupe, E.D. y Portocarrero, C.J. (2009).En su estudio de la Limna Minor nos confirma nuestros resultados en la disminución significativa de la dureza y en algotros casos disminución de metales pesados.
Con estos resultados obtenidos en la tabla 3.3 notamos que las presencias de estas dos plantas disminuyen la cantidad de cloruros y dureza con mayor intensidad disminuyendo en 50 días la dureza total hasta llegar a 489,5ppm y228,9ppm cantidad de cloruros llegando a alcanzar los LMP que establece el Decreto Supremo N° 015-2015-mINAm.
Si comparamos estos tres experimentos en la Figura 3.1 de disminución de dureza donde definitivamente podemos comparar que la dureza total con solo la Limna Minor disminye hasta casi alcanzar los límites máximos permisibles a diferencia de cuando
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POSGRADO
llevarla a alcanzar el rango de los LMP por debajo de 500ppm contemplados en la ley peruana.
Si analizamos la figura N°3.2 de la disminución de Cloruros nos damos cuenta que la disminución es igual entre el agua de pozo expuesta solo a las plantas acuáticas Phragmites vs Limna Minor más Phragmites hasta los 45 días con un rango de 253ppm, es aquí donde podemos ver que las dos plantas juntas llegan a disminuir la dureza hasta aproximadamente 230ppm en 50 días, alcanzando el rango de los LMP. En todo este análisis podemos decir que la disminución de dureza es mucho más rápida con las dos plantas juntas que con solo la Limna Minor y que la disminución de Cloruros es mucho más acelerada con la presencia de estas dos plantas que con solo el Phragmites Australis.
Así mismo afirmamos que la Limna Minor sola no tiene mucho efecto en la disminución de Cloruros, así como el Phragmites Australis en la disminución de dureza.
