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| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Acción coagulante de la tuna, tara, mashua en el
tratamiento de aguas del Rio Ichu, Huancavelica 2020
Coagulant action of the prickly pear, tara, mashua
in the water treatment of the Ichu River, Huancavelica 2020
Juan Charapaqui Anccasi
1
Vicenta Irene Tafur Anzualdo
2
Abstract
The objective of this research was to determine the incidence of the coagulating
action of prickly pear, tara and mashua in the treatment of water from the
Ichu River in Huancavelica. Water quality monitoring was carried out in the
laboratories of the Universidad Nacional Agraria La Molina [UNALM]. The
parameters measured were electrical conductivity, total dissolved solids, pH,
color, turbidity and sludge volume; continuing the tests of jars with synthetic
water of turbidity of 160 UNT. In the rst phase the tests were carried out using
aluminum sulfate as a primary coagulant and in a second phase aluminum
sulfate was used as a primary coagulant and adding tara gum, prickly pear and
mashua as natural polymers to improve their performance. Whose results are,
the decantation rate with the aluminum sulfate coagulant was 29 m3/m2//d
and the sedimentation speed 0.034 cm/s; adding the tara gum coagulant aid
to the water resulted in 34 m3/m2//d and 0.039 cm/s, adding prickly pear gum
to the water sample resulted in 30 m3/m2/d and 0.035 cm/s, nally adding the
prickly pear starch mashua was 68 m3/m2/d and 0.079 cm/s, respectively. It
is concluded that the coagulating action of the tare, prickly pear and mashua,
allow to make water drinkable for human consumption.
Keywords: Natural polymers, aluminum sulfate, water treatment, coagulants,
occulation.
Resumen
La presente investigación tuvo como objetivo determinar la incidencia de la
acción coagulante de la tuna, tara y mashua en el tratamiento de aguas del
Río Ichu en Huancavelica. Se realizó el monitoreo de calidad de agua, en
los laboratorios de Universidad Nacional Agraria La Molina [UNALM]. Los
parámetros medidos fueron conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales,
pH, color, turbidez y volumen de lodos; continuando las pruebas de jarras con
agua sintética de turbiedad de 160 UNT. En la primera fase se realizó las pruebas
utilizando el sulfato de aluminio como coagulante primario y en una segunda
fase se usó el sulfato de aluminio como coagulante primario y agregando la
goma de tara, tuna y mashua como polímeros naturales para mejorar su
rendimiento. Cuyo resultados son, la tasa de decantación con el coagulante
sulfato de aluminio fue 29 m3/m2//d y la velocidad de sedimentación 0.034
cm/s; agregando al agua el ayudante de coagulante goma de tara resulto 34 m3/
m2//d y 0.039 cm/s, adicionando a la muestra de agua la goma de tuna resultó 30
m3/m2/d y 0.035 cm/s, nalmente agregando el almidón de mashua resultó 68
m3/m2/d y 0.079 cm/s, respectivamente. Se concluye que la acción coagulante
de la tara, tuna y mashua, permiten potabilizar el agua para el consumo humano.
Palabras Clave: Polímeros naturales, sulfato de aluminio, tratamiento de aguas,
coagulantes, oculación.
ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174
Recibido: 19 de septiembre de 2022 | Revisado: 22 de octubre de 2022 | Aceptado: 25 de octubre de 2022
1 Escuela Universitaria de Posgrado – UNFV. Lima, Perú
Correo: jchara03@yahoo.com
https://orcid.org/0000-0001-7366-835X
2 Escuela Universitaria de Posgrado – UNFV. Lima, Perú
Correo: itafuranzualdo@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-1888-7848
https://doi.org/10.24039/rcvp2022121667
Este artículo es de acceso abierto distribuido
bajo los terminos y condiciones de la licencia
Creative Commons Attribution-
NonCommercial- ShareAlike 4.0 International
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| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Introducción
La disponibilidad de calidad del agua,
ya sea supercial o subterránea, se ha deteriorado
debido a factores como el aumento de la población, la
industrialización, la urbanización (Tyagi et al., 2013). La
calidad y cantidad del agua son temas más importantes
en la gestión de los recursos hídricos (Sutadian et al.,
2016); su clasicación basada en el grado de pureza y
contaminación data de 1848 (Medeiros et al., 2017) y
se evalúa desde las características físicas, químicas y
microbiológicas (Rangeti et al., 2015). La gran variedad
de factores y parámetros que afectan la calidad del agua
hace que su evaluación sea una tarea compleja (Sutadian
et al., 2016).
El agua que es consumida por el ser humano,
debe cumplir con parámetros de calidad, inocuidad y
con expectativas en cuanto al sabor y olor (Rahman,
2017). Las pruebas, diseños y análisis deben abordarse
de manera que permitan optimizar la sensibilidad,
validez y conabilidad (Burlingame, 2017).
Para llevar a cabo la evaluación de calidad
del agua de un cuerpo hídrico es necesario monitorear
sus características físicas, químicas y microbiológicas
(Sierra, 2011). La Ley General del Ambiente establecida
por el Ministerio del Ambiente (MINAM), dene
Estándar de Calidad Ambiental (ECA) como “la medida
que establece el nivel de concentración o grado de
elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos
y biológicos presentes en el aire, agua o suelo, en su
condición de cuerpo receptor, que no presenta riesgo
signicativo para la salud de las personas ni al ambiente”.
La disponibilidad de agua dulce está amenazada
por múltiples factores que incluyen la contaminación y
el cambio climático. Los hallazgos de la literatura han
revelado que los contaminantes de origen natural, con
condición impredecible, y de fuentes de erosión a lo
largo de los lechos de ríos (Pu, 2019) pueden amenazar
las fuentes de agua dulce.
El Río Ichu, ubicado en la provincia y en
la región de Huancavelica, es el recurso hídrico que
abastece a los distritos del mismo nombre y otros. Deben
cumplir los parámetros para la Categoría III - Aguas
para riego de vegetales de consumo crudo y bebidas de
animales de la Ley de Recursos Hídricos, Ley N ° 29338,
según la Resolución Jefatural N ° 202-2010- ANA.
El objetivo de la investigación fue determinar
la acción coagulante de la tuna, tara y mashua en el
tratamiento de aguas del Río Ichu Huancavelica 2021.
Materiales y métodos
Para el diseño del plan de monitoreo fue
importante realizar visitas previas de inspección del área
para validar la investigación de gabinete realizada. Fue
necesario contrastar la información de los mapas con la
realidad del momento para establecer el mejor lugar de
muestreo o cambiar algunos previstos por dicultades
de acceso, y el desarrollo de la parte experimental se
efectuó en el Laboratorio de Ingeniería Ambiental
UNALM.
La población hídrica y muestra de estudio
fueron las aguas del Rio Ichu- Huancavelica en el
2021 en la sub cuenca Ichu está comprendida entre
las coordenadas UTM (WGS 84 Zona 18) 495822E,
8552783N; 507690E, 8614417N. Altitudinalmente está
comprendida entre los: 3 100 a 5 100 m.s.n.m., con un
área de 1 383,17 km2, perímetro de 219,71 km., y con
una longitud de cauce principal de 102,96 km.
Procedimientos
Para cumplir con los objetivos establecidos en
la investigación, se trabajó con las siguientes fases (para
los tres polímeros):
Pruebas de jarras del proceso de coagulación-
oculación Materiales y reactivos
Materiales y reactivos
a. Agua cruda utilizada en las pruebas. Las
pruebas de coagulación-oculación se realizaron
utilizando las aguas colectadas en el Rio Ichu.
Previamente en cada prueba del laboratorio,
el agua cruda se caracterizó midiendo los
parámetros: pH, turbiedad, conductividad
eléctrica, color y sólidos suspendidos totales. Se
obtuvo la muestra de tierra de la rivera del Rio
Ichu y al mismo tiempo se aumentó el grado de
turbiedad del agua, se disolvió en un litro de agua
hasta alcanzar 160 UNT.
b. Coagulantes y oculantes. Se contactaron
a los principales proveedores de coagulantes
y oculantes en Perú (en particular de sulfato
de aluminio; goma de tara y tuna, almidón de
mashua).
c. Pruebas de coagulación-oculación. Los
experimentos de coagulación- oculación se
llevaron a cabo mediante pruebas de jarras en el
periodo 2021.
d. Diseño de experimentos. Cada objetivo
especíco corresponde al desarrollo de un
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| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
experimento para el logro del objetivo general.
Experimento 1: Evaluar la variabilidad de los parámetros
físicos y químicos del agua supercial cruda del río Ichu
a nivel de laboratorio de analisis de calidad de aguas.
Experimento 2: Determinar la mejor combinación y
dosis óptima de coagulante- oculante para la remoción
de color, sedimentos y turbiedad del agua cruda en el
Rio Ichu; a través de la prueba de jarras.
Procedimiento generalizado para el sulfato de
aluminio
Etapa I – Dosis optima, concentración óptima y pH
óptimo de sulfato de aluminio
1. En la primera etapa se realizó las pruebas de jarras
para determinar la dosis óptima del coagulante
primario sulfato de aluminio, agregándole
diversas dosis de coagulante a cada una de las
jarras que contenían agua con la turbiedad
establecida. La dosis obtenida en la jarra fue el
que arroja menor turbiedad.
2. Se procedió a efectuar las pruebas para hallar la
concentración óptima y pH óptimo del coagulante
respectivamente, con la dosis optima ya obtenida.
3. Esta dosis óptima de sulfato de aluminio se tomó
en cuenta más adelante para obtener la dosis de
polímero.
Etapa II – Floculación
1.- Establecido la dosis y concentración óptima del
coagulante sulfato de aluminio se procedió a realizar las
pruebas de oculación con las gradientes de 80, 60, 40
y 20 s-1. Luego de iniciada la oculación, al cabo de 5
minutos se retiró la primera jarra, se colocó el tomador de
muestra y se dejó sedimentar durante 10 minutos, al cabo
del cual se procedió a medir la turbiedad, obteniéndose
los resultados mostrados en las tablas. Cada 5 minutos
de intervalos, se retiró en forma consecutiva las demás
jarras y se procedió con cada una de un modo similar al
de la primera jarra.
2.- Se determina la turbiedad residual (Tf) de cada
muestra, se calcula la eciencia remocional (Tf/To) y
se registran los datos en el graco Turbiedad (UNT) vs
Tiempo (min); este graco permite obtener tiempo de
oculación total.
3.- A continuación, se gracó la “Turbiedad vs Gradiente
de velocidad”, la cual nos permite ubicar los puntos de
máxima remoción en cada curva de tiempo, obteniéndose
las gradientes de velocidad con los que cada tiempo de
retención se optimiza.
4.- Estos puntos nos permiten obtener la ecuación de la
curva, mas aproximada, se procede a utilizar el método
de mínimos cuadrados.
5.- Se determinan los valores de “a”, “b” y el grado de
ajuste “R2”. El grado de ajuste es aceptable si (R2>0,80),
se continua el cálculo.
6.- Con los valores obtenidos, se determina el gradiente
óptimo, aplicando la ecuación que es la expresión:
G
n
T = K
“n” y “k” se determina como consecuencia del presente
estudio. Con lo cual se obtiene la gráca Gradiente (s-1)
vs Tiempo de retención (min).
7.- Esta ecuación y el tiempo de oculación total permite
hallar las gradientes óptimas de oculación para cada
tramo, para luego pasar a la etapa de decantación.
Etapa III – Decantación
1.Se programó la memoria del equipo de prueba de jarra,
con los valores de gradientes de velocidad obtenidos en la
etapa de oculación y tiempos de mezcla seleccionados.
2.Terminada la oculación, detener el equipo, retirar
cada vaso, colocar los otadores para tomar la muestra,
sin producir perturbaciones en las suspensiones. Medir
las profundidades de los tubos de succión de los
otadores (altura es 6 cm), el cual es la profundidad de
toma de muestra.
3.En el proceso de sedimentación se tomó las muestras
en diferentes momentos que fueron a 1, 2, 3, 4, 5, 10
min. Para las jarras 1, 2, 3, 4, 5 y 6 respectivamente.
4.Se determinó la turbiedad residual de cada
muestra seleccionada con la utilización del equipo
multiparámetro.
5.Se calculó los valores de la velocidad de sedimentación
(Vs).
6. Se gracó los valores de C = T
f
/T
o
en las ordenadas y
los valores de C
f
y a en las abcisas, obteniéndose la curva
de sedimentación para la muestra de agua estudiada. De
esta graca se determina los valores de Cf y a.
7. Determinar la remoción total, basado en el criterio
de selección de la tasa de decantación, con la siguiente
expresión:
8. Calcular la turbiedad removida Tr y la turbiedad nal
o remanente Tf
126
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9. Determinar la tasa de decantación, la cual varía entre (20 a 60 m3/m2.d), será aquella tasa que arroje como turbiedad
(T
f
) menor a 2 UNT, lo cual es la máxima que se puede permitir para ingreso a la unidad de ltración.
Resultados
Se trabajó con calidad de agua cuya turbidez máxima fue de 160 UNT (unidades nefelométricas de turbidez).
Dosis, concentración y pH óptimo del sulfato de aluminio
a) Dosis óptima
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 1 se muestra los datos del agua cruda o agua bruta, aquella que no ha recibido ningún tratamiento
de la muestra de agua, velocidades de mezcla y tiempo de decantación; para determinar la dosis de sulfato de aluminio
y otros.
Tabla 1
Datos de la mezcla rápida, mezcla lenta y decantación
Nota. Información utilizada para calcular la dosis óptima de sulfato de aluminio, concentración de sulfato de aluminio, pH óptimo, ensayos de
oculación y decantación; dosis óptima de goma de tara, sulfato de aluminio con goma de tara, goma de tuna, de sulfato de aluminio con goma de
tuna, almidón de mashua, sulfato de aluminio con almidón de mashua.
Tabla 2
Datos para calcular la dosis óptima de sulfato de aluminio
Nota. La dosis óptima del sulfato de aluminio fue 50 mg/l, se observa en la Figura 1.
Figura 1
Dosis óptima de sulfato de aluminio
Nota. La dosis óptima del sulfato de aluminio fue 50 mg/l, se observa en la Figura 1.
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b) Concentración óptima de sulfato de aluminio
-Calidad de agua cruda
La Tabla 3 muestra los datos del agua cruda o agua bruta, aquella que no ha recibido ningún tratamiento de la
muestra de agua, para la determinación de la concentración de sulfato de aluminio.
c) pH ptimo
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 4 se muestra los datos del agua cruda o agua bruta, es decir aquella que no ha recibido ningún
tratamiento la muestra de agua, dosis y concentración del sulfato de aluminio; para la determinación del pH óptimo.
Tabla 3
Datos para calcular la concentración de sulfato de aluminio
Figura 2
Datos de la mezcla rápida, mezcla lenta y decantación
Nota. En la Figura 2 se observa que con una dosis optima de 50 mg/l de sulfato de aluminio se obtuvo una concentración optima de 2 %, con una
turbiedad de 0.4 UNT.
Tabla 4
Datos para calcular el pH óptimo, ensayo de oculación y decantación
128
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Figura 3
pH optimo sulfato de aluminio
Nota. En la Figura 3 se observa que con una dosis optima de 50 mg/l y concentración de 2% de sulfato de aluminio, se obtuvo un pH óptimo de 8.5,
para una turbiedad de 0.36 UNT.
Etapa de oculación
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 2 se muestra los datos del agua
cruda, aquella que no ha recibido ningún tratamiento de
la muestra de agua, dosis y concentración del sulfato de
Se observa que la gradiente de velocidad variar
en forma uniformemente decreciente. Esta dentro del
aluminio para el ensayo de oculación y decantación.
Se ensayo para gradientes de velocidad de 80, 60, 40, y
20 s-1 y tiempos de oculación de 5, 10, 15, 20, 25 y 30
minutos respectivamente; el resultado se muestra en la
Tabla 5.
Tabla 5
Resultados del ensayo de oculación
Nota. De la Figura 4, la curva más baja del graco es G
2
= 60 s-
1
está indicando que el proceso optimiza en un tiempo de oculación total de 25
minutos.
rango porque el tiempo de retención puede variar de 10
a 30 minutos, dependiendo del tipo de unidad y de la
temperatura del agua.
Figura 4
Turbiedad residual vs gradiente de velocidad
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| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Etapa de decantación
Este procedimiento físico en el que se separó
por gravedad los sólidos provistos de mayor densidad
de otro que, al tener menor densidad, ocupo la parte
superior de la mezcla heterogénea.
-Calidad de agua cruda
Las Tablas 2 y 4 muestran los datos del agua
Se obtienen los gradientes de velocidad con los que cada tiempo de retención optimiza, se presenta en la Tabla 6.
Tabla 6
Gradientes de velocidad óptima de oculación
Nota. Aplicando mínimos cuadrados se obtiene el grado de ajuste: R
2
=0,91
cruda, aquella que no ha recibido ningún tratamiento
de la muestra de agua, velocidades de mezcla, tiempo
de decantación, dosis y concentración del sulfato de
aluminio para el ensayo de decantación.
Las Tablas 7 y Figura 5 muestran los resultados
de ensayo de la decantación, el cual es un método físico
utilizado para la separación de mezclas heterogéneas,
usado para separar sólidos de líquidos.
Tabla 7
Resultados de ensayo de decantación
Nota. De la Figura 4, la curva más baja del graco es G
2
= 60 s-
1
está indicando que el proceso optimiza en un tiempo de oculación total de 25
minutos.
Nota. En la tabla 8 los resultados de la tasa decantación con sulfato de aluminio fue 0,987.
Figura 5
Curva de sedimentación
130
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Tabla 8
Selección de la tasa de decantación
Nota. De la Figura 4, la curva más baja del graco es G
2
= 60 s-
1
está indicando que el proceso optimiza en un tiempo de oculación total de 25
minutos.
Nota. El resultado de la dosis óptima de goma de tara fue de 3 mg/l, tal como se puede observar en la Tabla 10.
Dosis óptima goma de tara – reducción sulfato de
aluminio
a) Dosis óptima goma de tara
-Calidad de agua cruda
Se muestran en la Tabla 9 los datos del agua
cruda, aquella que no ha recibido ningún tratamiento de
la muestra de agua; para determinar la dosis óptima de
goma de tara.
Tabla 9
Datos para el cálculo de dosis óptima de goma de tara
Nota. El resultado de la dosis óptima de goma de tara fue de 3 mg/l, tal como se puede observar en la Tabla 10.
Tabla 10
Dosis óptima de goma de tara
b)Reducción del sulfato de aluminio
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 11 se muestran los datos del agua cruda o agua bruta, aquella que no ha recibido ningún tratamiento
de la muestra de agua, para la determinación de la dosis óptima de sulfato de aluminio con goma de tara.
Nota. En la Tabla 12 se observa la dosis reducida de sulfato de aluminio con goma de tara de 20 mg/l, para una turbiedad de 0.46 UNT.
Tabla 11
Datos para el cálculo de dosis óptima de sulfato de aluminio con goma de tara
131
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Etapa de oculación con goma de tara
- Calidad de agua cruda
En la Tabla 13 se muestran los datos del agua cruda, dosis y concentración del sulfato de aluminio para el
ensayo de oculación y decantación con goma de tara.
En la Tabla 15, el valor más bajo de la gradiente
es G2 = 60 s
-1
está indicando que el proceso optimiza en
un tiempo de oculación total de 25 minutos.
Tiempo total de oculación = 25 minutos
Nota. El resultado de la dosis óptima de goma de tara fue de 3 mg/l, tal como se puede observar en la Tabla 10.
Tabla 12
Reducción de sulfato de aluminio con goma de tara
Nota. Se ensayó para gradientes de velocidad de 80, 60, 40, y 20 s
-1
y tiempos de oculación de 5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos respectivamente; el
resultado se muestra en la Tabla 14.
Tabla 13
Datos para el cálculo de ensayo de oculación y decantación con goma de tara
Nota. Se ensayó para gradientes de velocidad de 80, 60, 40, y 20 s
-1
y tiempos de oculación de 5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos respectivamente; el
resultado se muestra en la Tabla 14.
Tabla 14
Resultados de ensayo de oculación con goma de tara
Se observa que la gradiente de velocidad variar
en forma uniformemente decreciente. Estamos dentro
del rango porque el tiempo de retención puede variar de
10 a 30 minutos.
Nota. Aplicando mínimos cuadrados se obtiene el grado de ajuste: R
2
=0,92
Tabla 15
Datos para el cálculo de ensayo de oculación y decantación con goma de tara
132
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Etapa de decantación con goma de tara
Es el procedimiento físico en el que se separó
por gravedad los sólidos provistos de mayor densidad
de otro que, al tener menor densidad, ocupo la parte
superior de la mezcla.
-Calidad de agua cruda
Dosis óptima goma de tuna – reducción sulfato de aluminio
a) Dosis óptima goma de tuna
-Calidad de agua cruda
Se muestran en la Tabla 18 los datos del agua cruda, para determinar la dosis óptima de goma de tuna.
En la Tabla 11 se muestran los datos del agua
cruda, aquella que no ha recibido ningún tratamiento la
muestra de agua, dosis y concentración del sulfato de
aluminio para el ensayo de decantación con goma de
tara.
En la Tabla 16, se muestran los resultados de
ensayo de la decantación con goma de
tara.
Nota. En la Tabla 17 se muestran los resultados de la tasa decantación de sulfato de aluminio con goma de tara, resultando 0,988.
Nota. El resultado de la dosis óptima de goma de tuna fue de 5 mg/l, tal como se puede observar en la Tabla 19.
Tabla 16
Resultados de ensayo de decantación con goma de tara
Tabla 17
Selección de la tasa de decantación con goma de tara
Tabla 18
Datos para el cálculo de dosis óptima de goma de tuna
133
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
b) Reducción del sulfato de aluminio
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 20 se muestran los datos del agua cruda o agua bruta, para la determinación de la dosis óptima de sulfato de
aluminio con goma de tuna.
Etapa de oculación con goma de tuna
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 22 se muestran los datos del agua cruda, dosis y concentración del sulfato de aluminio para el ensayo de
oculación con goma de tuna.
Nota. En la Tabla 21 se observa una dosis reducida de sulfato de aluminio con goma de tuna de 28 mg/l, resultando una turbiedad de 0.58 UNT.
Tabla 19
Dosis óptima de goma de tuna
Tabla 20
Datos para el cálculo de dosis óptima de sulfato de aluminio con goma de tuna
Tabla 21
Reducción de sulfato de aluminio con goma de tuna
Tabla 22
Datos para el cálculo de ensayo de oculación y decantación con goma de tuna
Nota. Se ensayó para gradientes de velocidad de 80, 60, 40, y 20 s-1 y tiempos de oculación de 5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos respectivamente; el
resultado se muestra en la Tabla 23.
134
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Tabla 23
Resultados de ensayo de oculación con goma de tuna
En la Tabla 24 la curva más baja del graco es G2 = 30 s
-1
está indicando que el proceso optimiza en un tiempo
de oculación total de 25 minutos.
Tabla 24
Gradientes de velocidad optima de oculación
Nota. Aplicando mínimos cuadrados se obtiene el grado de ajuste: R
2
=0,78
Nota. En la Tabla 26 se muestran los resultados de la tasa decantación de sulfato de aluminio con goma de tuna, resultando 0,989.
Etapa de decantación con goma de tuna
Es el procedimiento físico en el que se separó por
gravedad los sólidos provistos de mayor densidad de otro
que, al tener menor densidad, ocupo la parte superior de
la mezcla.
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 1 se muestran los datos del agua
cruda, aquella que no ha recibido ningún tratamiento
de la muestra de agua, velocidades de mezcla, tiempo
de decantación, dosis y concentración del sulfato de
aluminio para el ensayo de decantación con goma de
tuna.
En la Tabla 25 se muestran los resultados de
ensayo de la decantación con goma de tuna, el cual es
un método físico utilizado para la separación de mezclas
heterogéneas, usado para separar sólidos de líquidos.
Tabla 25
Resultados de ensayo de decantación con goma de tuna
135
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Dosis óptima de almidón de mashua – reducción sulfato de aluminio
a) Dosis óptima de almidón de mashua
-Calidad de agua cruda
Se muestran en la Tabla 27 los datos del agua cruda, aquella que no ha recibido ningún tratamiento de la
muestra de agua, para determinar la dosis óptima de almidón de mashua.
b) Reducción del sulfato de aluminio
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 29 se muestran los datos del agua cruda o agua bruta, aquella que no ha recibido ningún tratamiento
de la muestra de agua, para la determinación de la concentración óptima de sulfato de aluminio con almidón de mashua.
Tabla 26
Selección de la tasa de decantación con goma de tuna
Tabla 27
Datos para el cálculo de dosis óptima de almidón de mashua
Nota. El resultado de la dosis óptima de almidón de mashua fue de 20 mg/l, tal como se puede observar en la Tabla 28.
Tabla 28
Dosis óptima de almidón de mashua
Tabla 29
Dosis óptima de almidón de mashua
Nota. En la Tabla 30 se observa una dosis reducida de sulfato de aluminio con almidón de mashua de 32 mg/l, resultando una turbiedad de 2.17 UNT.
136
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 1 | N. 2 | julio - diciembre | 2022 |
Tabla 30
Reducción de sulfato de aluminio con almidón de mashua
Etapa de oculación con almidón de mashua
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 31 se muestran los datos del agua cruda, aquella que no ha recibido ningún tratamiento de la
muestra de agua, dosis y concentración del sulfato de aluminio para el ensayo de oculación con almidón de mashua.
Etapa de decantación con almidón de mashua
Es el procedimiento físico en el que se separó por
gravedad los sólidos provistos de mayor densidad de otro
que, al tener menor densidad, ocupo la parte superior de
la mezcla.
Se ensayo para gradientes de velocidad de 80, 60, 40, y 20 s-1 y tiempos de oculación de 5, 10, 15, 20, 25 y
30 minutos respectivamente; el resultado se muestra en la Tabla 32.
En la Tabla 33 el valor de G2 = 60 s-1 está indicando que el proceso optimiza en un tiempo de oculación total
de 25 minutos.
Tiempo total de oculación = 25 minutos
Tabla 31
Datos para el cálculo de ensayo de oculación y decantación con almidón de mashua
Tabla 32
Resultados de ensayo de oculación con almidón de mashua
Tabla 33
Gradientes de velocidad optima de oculación con almidón de mashua
Nota. Aplicando mínimos cuadrados se obtiene el grado de ajuste: R
2
=0,91
-Calidad de agua cruda
En la Tabla 34 se muestran los resultados de ensayo
de la decantación con goma de tuna, el cual es un
método físico utilizado para la separación de mezclas
heterogéneas, usado para separar sólidos de líquidos.
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Comparación de los resultados obtenidos con el almidón de mashua y los parámetros sicoquímicos del agua
establecidos por las normas vigentes del Perú
Tabla 34
Resultados de ensayo de decantación con almidón de mashua
Nota. En la Tabla 35 se muestran los resultados de la tasa decantación de sulfato de aluminio con almidón de mashua resultando 0,987.
Tabla 35
Selección de la tasa de decantación con almidón de mashua
Tabla 36
Selección de la tasa de decantación con almidón de mashua
Discusión
Ojeda (2012) realizó una serie de ensayo
de jarras únicamente con el almidón de mashua, los
resultados no fueron signicativos, obteniéndose una
turbiedad de 5.7 UNT, un color de 40 U Pt-Co y un pH
de 7.92. En el presente trabajo se obtuvo 1.1 UNT, 8
UPt-Co y pH 6.7 respectivamente.
Lozano (2018), en las aguas del río Chonta de
Cajamarca; evaluó la eciencia del mucílago extraído de
la Tuna (Opuntia cus-indica) como agente claricante.
Los ensayos se realizaron a escala de laboratorio, con
agua turbia con valores de turbidez iniciales de 55
UNT. Los estudios realizados indicaron que el mucílago
extraído de la Tuna remueve la turbidez a un 82%
al tratar turbidez inicial de 55 UNT reduciendo a una
turbidez nal de 10 UNT, en la presente investigación
fue 1.5 UNT. Otras informaciones obtenidas fueron:
A.Color. Los valores de color del agua con goma de
tara y de tuna; presentan valores de 25 y 10 UPt-Co,
respectivamente. Excepto la goma de tara, reportaron
valores que están dentro del límite máximo permisible,
estipulado en el DS N° 031-2010-SA que es de 15 UPt-
Co, siendo apto para el consumo humano.
B.Volumen de lodos. Los valores de los sólidos
sedimentables con goma de tara, y tuna; almidón
de mashua; varían de 3.2 a 6,5 mg/l, debiendo ser
cero para consumo humano. El contenido de sólidos
sedimentables de las muestras de agua fueron bajos dado
que estuvieron cerca del valor mínimo de cuanticación
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del cono de Imho; como con el almidón de mashua que
se obtuvo 3.2 mg/l.
C. Turbidez. La investigación de (Enrique et al, 2013)
logró la remoción de la turbidez del agua del río
Magdalena con alumbre (99,80%); siendo la remoción
con Opuntia menor (93,25%). Mientras que en el
presente trabajo los valores de turbidez del agua con
goma de tara y de tuna; almidón de mashua fueron de
2.03, 1.5 y 1.1 UNT, respectivamente.
D. pH. En general, el pH del agua con goma de tara
y de tuna, almidón de mashua presenta una tendencia
a la neutralidad, estando comprendidos los valores
observados dentro del rango permisible (pH 6,7 a 7,5).
Se ubica dentro del rango requerido en los Límites
Máximos Permisibles del Reglamento de la Calidad de
Agua para consumo humano jado en el DS N ° 031-
2010-SA y la OMS.
E. Partículas no sedimentables. Los sólidos disueltos
y suspendidos presentan valores promedio del orden de
2 a 9 mg/l. Las partículas no sedimentables en el agua
presentan ciertas uctuaciones con goma de tara y de
tuna, almidón de mashua, habiéndose presentado valores
de 9 mg/l, 2.4 mg/l, 2 mg/l respectivamente.
F. Conductividad eléctrica. Son los valores de la
presencia de sales disuelta en el agua que se expresa
en la CE que generan los iones de sales disuelta; en tal
sentido, dichas mediciones establecen valores del orden
de 220 a 668 μS/cm, siendo los valores relativamente
bajo, comparados con la normatividad vigente. Los
resultados obtenidos con goma de tara y de tuna, almidón
de mashua son 668, 660, 220 µS/cm, respectivamente.
Con los tres ayudantes de coagulantes estudiados, la
cantidad de conductividad eléctrica se encuentran por
debajo de los valores límite del ECA de agua.
Gradiente
En este trabajo se observó en los ensayos de
oculación con goma de tara para una gradiente de 60
s-1 y velocidad de 45 rpm, una turbiedad 0.76 UNT
menor a las demás gradientes y con un tiempo total
de oculación de 25 minutos; con goma de tuna para
una gradiente de 20 s-1 y velocidad de 20 rpm, se
registró una turbiedad 0.76 UNT en un tiempo total
de oculación de 25 minutos; y con goma almidón de
mashua para una gradiente de 40 s-1 y velocidad de 35
rpm, se registró una turbiedad 0.65 UNT en un tiempo
total de oculación de 30 minutos.
Tasa de decantación
Aguilar (2010) realizó ensayos con aguas turbias
TIPO 390 UNT obtuvo buen rendimiento con la goma
de tara, trabajando solo con sulfato de aluminio obtuvo
una tasa de decantación q = 28 m3/m2/d y la velocidad
de sedimentación de 0.032 cm/s, agregando la goma de
tara como ayudante de oculación obtuvo una tasa de q
= 37 m3/m2/d y la velocidad de sedimentación de 0.043
cm/s, evidenciando una mejora del 32 % en la tasa de
decantación. Mientras que en el presente trabajo la tasa
de decantación con el coagulante sulfato de aluminio
fue 29 m3/m2/d y la velocidad de sedimentación 0.034
cm/s, agregando al agua el ayudante de coagulante goma
de tara resulto 34 m3/m2/d y 0.039 cm/s, adicionando a
la muestra de agua la goma de tuna resulto 30 m3/m2/d
y 0.035 cm/s, también agregando almidón de mashua
resulto 68 m3/m2/d y 0.079 cm/s, respectivamente.
Conclusiones
a) La incidencia de la acción coagulante de la goma
de tara en el tratamiento de aguas del Río Ichu en
Huancavelica fue:
-Los valores de los parámetros físicos y químicos
registrados: color 25 U Pt-Co, volumen de lodos
4 mg/l, turbidez 2.03 UNT, pH 7.1, partículas no
sedimentables 9 mg/l y la conductividad eléctrica
668 µS/cm.
-Utilizando como ayudante de oculación fue
posible una reducción del sulfato de aluminio de
hasta 60%, tasa de decantación q = 34 m3/m2/
día y velocidad de sedimentación de 0.039 cm/s.
b) La incidencia de la acción coagulante de la goma
de tuna en el tratamiento de aguas del Río Ichu en
Huancavelica fue:
-Los valores de los parámetros físicos y químicos
registrados: color 10 U Pt-Co, volumen de lodos
6.5 mg/l, turbidez 1.5 UNT, pH 7.5, partículas
no sedimentables 2.4 mg/l y la conductividad
eléctrica 660 µS/cm.
-Utilizando como ayudante de oculación fue
posible una reducción del sulfato de aluminio de
hasta 44%, tasa de decantación q = 30 m3/m2/
día y velocidad de sedimentación de 0.035 cm/s.
c)La incidencia de la acción coagulante del almidón
de mashua en el tratamiento de aguas del Río Ichu en
Huancavelica fue:
-Los valores de los parámetros físicos y químicos
registrados: color 8 U Pt-Co, volumen de lodos
3.2 mg/l, turbidez 1.1 UNT, pH 6.7, partículas no
sedimentables 2 mg/l y la conductividad eléctrica
220 µS/cm.
-Utilizando como ayudante de oculación fue
posible una reducción del sulfato de aluminio de
hasta 36%, tasa de decantación q = 68 m3/m2/
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día y velocidad de sedimentación de 0.079 cm/s.
Recomendaciones
Se deben investigar los efectos en la salud y
el ambiente al usar los coagulantes químicos en el
tratamiento del agua, a n de optar, de ser el caso, por
otras alternativas de coagulantes que sean inocuos, y que
otorguen benecios económicos y ambientales.
Referencias
Aguilar, A. (2010). Utilización de las semillas de Tara
como ayudante de coagulación en el tratamiento
de agua [Tesis de Pregrado, Universidad
Nacional de Ingeniería]. Repositorio UNI. http://
hdl.handle.net/20.500.14076/495
Burlingame, D. (2017). Humans as Sensors to Evaluate
Drinking Water Taste and Odor: A Review.
American Water Works Association (109), 13-22.
https://doi.org/10.5942/jawwa.2017.109.0118
Cuéllar, H. (2008). Conceptualización de la salud
ambiental: Teoría y práctica. Rev Peru Med
Exp Salud Publica; 25(4), 403-409.http://
www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_
arttext&pid=S1726-46342008000400010
Lozano, F. (2018). Efecto en la disminución de la turbidez
en el agua por oculantes de opuntia cus-indica
(tuna) con diferentes procesos de extracción en
el río Chonta de Cajamarca [Tesis de pregrado,
Universidad Privada Antonio Guillermo Urrelo].
Repositorio UPAGU. http://repositorio.upagu.
edu.pe/bitstream/handle/UPAGU/721/Tesis.
pdf?sequence= 1&isAllowed=y
Medeiros, A., Freitas, K., Freitas, K., et al. (2017). Qua-
lity index of the surface water of Amazonian ri-
vers in industrial areas in Pará, Brazil. Marine
Pollution Bulletin, 123(1-2), 156-164. http://doi.
org/10.1016/j.marpolbul.2017.09.002
Ojeda, B. (2012). Determinación de la eciencia de
las características coagulantes y oculantes del
tropaeolum tuberosum, en el tratamiento del agua
cruda de la planta de Puengasí de la EPMAPS
[Tesis de grado. Universidad Politécnica
Salesiana de Ecuador]. Repositorio Institucional
de la Universidad Politécnica Salesiana. http://
dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/3866
Pu, J. (2019). Turbulent rectangular compound open
channel ow study using multi-zonal approach.
Environmental Fluid Mechanics 19(3), 785–
800. https://link.springer.com/article/10.1007/
s10652-018-09655-9
Rahman, B. (2017). Quality Assessment of the Non-
Carbonated Bottled Drinking Water Marketed
in Bangladesh and Comparison with Tap Water.
Edit. Elsevier.
Rangeti, I., Dzwairo, B., Barratt, G., et al. (2015).
Ecosystem-specic water quality indices. African
Journal of Aquatic Science, 40(3), 227-234.
http://doi.org/10.2989/16085914.2015.1054341
Sierra, C. (2011). Calidad del Agua - Evaluación y
Diagnostico. Temis.
Sutadian, A., Muttil, N., Yilmaz, A., et al. (2016).
Development of river water quality indices
a review. Environmental Monitoring and
Assessment, 188(58). https://link.springer.com/
article/10.1007/s10661-015-5050-0
Tyagi, S., Sharma, B., Singh, P., et al. (2013). Water
Quality Assessment in Terms of Water Quality
Index. American Journal of Water Resources,
1(3), 34-38. http://doi.org/10.12691/ajwr-1-3-3