Informe de laboratorio N°1. Estudio de una muestra de agua del Embalse del Muña
Rubén Fonseca; Katherin Gutiérrez Verano; Oscar López; Kevin Pinzón2011115021 2011115029 2010215076 2011115054
Descripción de la zona El municipio de Sibaté se encuentra a 30km de la ciudad de Bogotá y posee actualmente unos 30.000 habitantes. En 1940 se inició el proyecto hidroeléctrico que cambio el sistema de vida y crecimiento del caserío llamado la Unión, ahora Sibaté, la Represa del Muña, donde hoy funciona SIDEMUÑA. Sibaté tiene un terreno plano y ondulado con predominio de este último en un 74% de la extensión total. El municipio limita al norte con el municipio de Soacha, con el sur con Pasca y Fusagasugá, por el oriente con Soacha y por el occidente con Silvana y Granada. (Alcaldía deSibaté, 14)
El embalse se construyó con el fin de almacenar las aguas de dos microcuencas, Guas Claras y Muña, y con la perspectiva de generar energía aprovechando la fuerte caída del Salto del Tequendama, de ahí en los 70’s se transvasaran y bombearan las aguas del río Bogotá para ampliar la generación de energía del sistema energético. (Llistar & Roa, 2005)
Figura 1. La Vereda de Chacua del municipio de Sibaté – Ubicación:
Figura 1. Ubicación Vereda la Chacua Municipio de Sibaté (Alcaldía de Sibaté, 14)
Describa la problemáticaLa ubicación del embalse del Muña se puede evidenciar en la Figura 2. Al ser la cuenca hídrica más cercana a la Vereda de Chacua, es de suponer que utilizan su agua para el abastecimiento local. El embalse del Muña se encuentra ubicado 20km al sur de Santafé de Bogotá, cubre un área aproximada de 8.930.000 m2, fue construido con el fin de generar energía eléctrica y almacenar agua para las épocas secas. Sin embargo, debido al aumento de la población, el desarrollo de industrias que vierten desechos sin ningún cuidado o regulación y la mala planeación, han generado una creciente problemática ambiental. (CAR, 2013)
Este conflicto tiene cerca o más de 30 años de existencia, en tanto la contaminación del rio Bogotá se
Figura 2. Ubicación Embalse del Muña. (Google Maps)
incrementó y afecto la calidad del agua del embalse. Actualmente el conflicto continúa, al igual que los malos olores y la generación de zancudos y moscos, razón por la cual se llevan a cabo monitoreos y seguimientos constantes para verificar el manejo del agua y el conteo de los zancudos del embalse. Mencionada situación, tiene significativos impactos en el ambiente y en la población de Sibaté, ya que son ellos, quienes viven los malos olores y la proliferación de zancudos en la zona, además de los problemas de salubridad pública. (CAR, 2013)
Figura 3. Problemática del Embalse del Muña 2005 (EMGESA, 2008)
Factores que influyen en la problemática La ubicación del embalse del Muña es unos de los factores que más incide en la problemática. En 1967 se inició el bombeo de agua del rio Bogotá al embalse por parte de la empresa de Energía de Bogotá (EEB). Mencionada empresa, forzó el desplazamiento de algunas familias campesinas que habitaban el área de inundación, varios de los cuales se establecieron a unos metros del embalse.(Llistar & Roa, 2005)
En los años setenta la contaminación del Río Bogotá se incrementó velozmente afectando la calidad del agua del embalse. Según el informe de la Defensoría del Pueblo de Colombia, el conflicto deriva de la intensa contaminación ambiental de toda la región aledaña al embalse del Muña producida por desechos de la zona industrial que bordea el Embalse y que vierte sus aguas en él. Tales desechos derivan del vertido sistemático de desechos industriales, de mataderos y curtiembres, y de toda la masa orgánica generada por Bogotá. (Llistar & Roa, 2005)
El informe recoge datos que reconocen que la contaminación de las aguas del embalse ha afectado el normal desarrollo y vida cotidiana de los habitantes del municipio. Los niveles de mosquitos y los hedores han causado un serio problema de salubridad pública y de contaminación ambiental. (Llistar & Roa, 2005)
Con respecto a la situación problema de la familia Peralta, es esencial entender qué tipo de agua están utilizando para el riego de sus cultivos, por ello es importante una descripción geográfica e histórica del embalse. Entendiendo la problemática ambiental que afronta la Vereda Chacua, como se evidencia en la Figura 2. la vereda se ubica rio abajo del embalse, por lo que son quienes soportan los mosquitos, hedores y enfermedades.
Una de las condiciones que afecto significativamente al embalse causando la proliferación de los zancudos y mosquitos, fue la siembra del Buchón de agua (Eichhornia crassipes), el cual se
incorporó a la zona con el fin de la fitoremediación del agua del embalse. Sin embargo esta planta al no ser originaria de Sibaté se convirtió en maleza causando un cubrimiento en todo el embalse. A pesar de la problemática ambiental que conllevo la utilización del Buchón, en la época que estuvo sembrado se monitoreo una disminución de contaminantes de tipo inorgánico en el embalse. (Catorce6, 2015)
Figura 4. Aspecto del embalse antes de la siembre del Buchón y luego de su erradicación. (Catorce6, 2015)
La sintomatología referenciada en la situación problema como la pérdida de apetito, disminución de la sensibilidad, el sabor y el olor, pequeñas llagas y erupciones cutáneas, pueden asociarse el zinc en exceso en el organismo, también puede ser la disminución del mismo, pero al conocer las condiciones del agua de consumo y riego por la familia, es claro que existe una contaminación por metales pesados presentes en la fuente hídrica.
Según el periódico Opinión, el zinc en exceso puede causar defectos de nacimiento, ulceras de estómago, irritación de la piel, vómitos, náuseas y anemia. Las concentraciones de zinc presentes en cultivos son las principales fuentes para la ingesta de este metal. Debido a que en el embalse no hay ningún tratamiento para la presencia de iones disueltos en el agua, la principal vía de contaminación es el agua del embalse del Muña.
Metodología del procedimiento experimental
PROCEDIMINETO DE LA PRUEBA DE JARRAS PARA EL TRATAMIENTO
POR COAGULACION
colocar un vaso de 1 litro debajo de cada una de las paletas de
agitación
colocar en cada vaso exactamente 1 litro medidos con una probeta graduada, de la muestra de agua
del embalse de la muña
Anotar la cantidad de coagulante que se va utilizar en cada jarra
Con cada pipeta, añadir el coagulante(PAC) a 20 ppm y ayudante de coagulación en
cantidades crecientes (0,5 ml, 1ml, 1,5 ml y 2ml)
Colocar las paletas de agitación dentro de los vasos, arrancar el
agitador y operarlo durante 1 min a una velocidad de 60 a 80 rpm.
Reducir la velocidad a 30 rpm y permitir la agitación 15 min
Anotar el tiempo antes de que se empiece a formar el floculo
Anotar el tiempo antes de que se empiece a formar el floculo
Detener agitador y anotar cuanto tiempo transcurre para que el
floculo se sedimente en el fondo del vaso.
Determinar la jarra con la dosis optima
Filtrar y secar los lodos para el análisis por absorción atómica
Tomar una muestra de sobrenadante para análisis de
DQO
PROCEDIMINETO PARA TRATAMIENTO POR
ELECTROCOAGULACIÓN
Tomar una muestra de agua del embalse del muña
(aproximadamente 1,7 litro )
Medir condiciones iniciales (temperatura, pH y conductividad)
Esperar aproximadamente 30 min hasta la formación del floc
Tomar condiciones finales
Filtrar y obtener el lodo sedimentado
Secar y diluir muestras con lodo para análisis de Zn por absorción
atómica
Tomar una muestra de sobrenadante para análisis de
DQO
Depositar los 1,7 litros de la muestra dentro de una celda de
electrocoagulación.
PROCEDIMINETO PARA ANALISIS DE ZN POR ABSORCION ATOMICA
Pesar 0,0246 g de Sulfato de cinc
Depositar el sulfato de cinc en un balón aforado de 100 ml y
completar con agua destilada para obtener una solución de 100 ppm
de Zn
Preparar patrones de trabajo con concentraciones de Zn de 0,1 pm,
0,3ppm, 0,5ppm y 1 ppm
Medir las absorbancias de patrones en un Espectrofotómetro
de absorción atómica
Realizar la curva de calibración de los patrones
Medir las absorbancias de las muestras del lodo del ensayo de
jarras y electrocoagulación
Determinar la concentración de Zn en las muestras a partir de la curva
de calibración
Preparar una solución intermedia de 10 ppm de Zn
Descripción de ResultadosCálculos del Zinc
Tabla N° 1. Absorbancias de patrones de Zinc
[Zn] ppm Absorbancia0,05 0,0160,10 0,0230,30 0,0560,50 0,0771,00 0,148
Tabla N° 2. Tablas in situ de muestras de los sobrenadantes
PROCEDIMINETO PARA ANALISIS de DQO EN LAS MUESTRAS DEL
ENSAYO DE JARRAS Y ELECTROCOAGULACIÓN
Pesar 0,085 g de biftalato de potasio
Depositar el biftalato en un balón aforado de 100 ml y completar con
agua destilada para obtener una solución de 1000 ppm
Llevar a 1,7 de volumen todos los tubos
Adicionar 0,8 ml de dicromato de potasio a cada tubo
En cabina adicionar 2,5 ml de ácido sulfúrico para completar un
volumen final de 5 ml
Medir las absorbancias de los patrones y de las muestras de los sobrenadantes provenientes del
ensayo de jarras y electrocoagulación
Determinar la concentración de Zn en las muestras a partir de la curva
de calibración de los patrones
Preparar patrones de trabajo de tomando de la solución de 1000
ppm 0,25ml, 0,5 ml, 0,75 ml, 1 ml y 1,5 ml en tubos de ensayo
Sobrenadante AbsorbanciaSobrenadante del
Agua cruda0,0105
Sobrenadante de la técnica de
electrocoagulación0,002
Sobrenadante de la técnica
tratamiento convencional
(ensayo de jarras)
0,0145
Tabla N° 3. tablas in situ de muestra de los sedimentos
Sedimentos Absorbancia Masas (g/10mL) Factor de diluciónSedimentos de Agua cruda (Embalse del
Muña)0,1475 0,464 1/25
Sedimentos de la técnica de electrocoagulación
0,0285 0,1809 1/1000
Sedimentos de la técnica tratamiento convencional
(ensayo de jarras)0,142 0,029 1/4
Tratamiento de datos
Y=mX+b
R2=0,998
a= 0,0102
b= 0,1378
Y=0,1378 X+0,0102
x= y−0,01020,1378
Sobrenadante de Agua cruda
x=0,0105−0,01020,1378
=2,18∗10−3 ppmZn AguaCruda
Sobrenadante de la técnica de Electrocoagulación
x=0,002−0,01020,1378
=0 ppmZnde Electrocoagulación
%Remoción=E−S100
∗100%
%Remoción=2,18∗10−3−(−0,059)
2,18∗10−3∗100%=100%de Remoción Electrocoagulación
Sobrenadante de la técnica de tratamiento convencional (ensayo de jarras)
Dosis optima de coagulante 2mL PAC+ 0,5mL Ayudante de coagulación (Polímero Catiónico) Jarra N°1
x=0,0145−0,01020,1378
=0,031 ppmdeZnen Jarra1(dosis optima)
%Remoción=2,18∗10−3−0,031
2.18∗10−3 ∗100=100%de Remociónensayo de jarras
Sedimentos del Embalse del Muña
Concentración final de sedimentos del Embalse
x=0,1475−0,01020,1378
=0,996 ppm
Concentración inicial del Embalse con factor de dilución 1/25
x=0,996 ppm1/25
=24,9 ppm
mg/Kg en la muestra de agua residual Embalse del Muña
mgZnKgMuestra
=24,9mg /L0,4649 g
∗0,01 L∗1g1∗10−3Kg
=536,64mgZn /KgdeMuestra
Sedimentos de electrocoagulación
Concentración final de los sedimentos de electrocoagulación
x=0,0285−0,01020,1378
=0,1328 ppm
Concentración inicial de los sedimentos de electrocoagulación
x= 0,13281/1000
=132.8 ppm
mg/Kg de muestra de la técnica de electrocoagulación
mgZnKgMuestra
=132.8mg /L0,180 g
∗0,01 L∗1g1∗10−3 Kg
=7377,7mgZn/KgdeMuestra
Sedimentos de tratamiento convencional ensayo de jarras
Concentración final de tratamiento convencional (ensayo de jarras)
x=0,142−0,01020,1378
=0,956 ppm
Concentración inicial de tratamiento convencional (ensayo de jarras)
x=0,9561/4
=3.824 ppm
mg/Kg de muestra de la técnica de la técnica tratamiento convencional (ensayo de jarras)
mgZnKgMuestra
=3,824mg /L0,029g
∗0,01 L∗1g1∗10−3Kg
=1318.6mgZn/Kgde Muestra
Gráfica.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
R² = 0.991936044385577f(x) = 0.137837837837838 x + 0.0102432432432432
Absorbancias Vs concentracion Zn
concentración de Zn ppm
Abso
rban
cias
Cálculos de DQO
Tabla N° 4: in situ de muestras.
Muestras Factor de dilución AbsorbanciaBlanco 2.051
P1 1.406P2 1.322P3 1.518P4 1.261P5 0.317
Agua Cruda 1 1/5 1.912Agua Cruda 2 1.7/5 1.081
Tratamiento convencional 1. 1.7/5 2.034Tratamiento convencional 2. 1.7/5 2.080
Electrocoagulación 1. 1.7/5 1.902Electrocoagulación 2. 1.7/5 1.902
Los datos señalados de color amarillo son descartados por no estar dentro de la curva de calibración.
Tabla # 5: Concentración [ ] vs Absorbancia.
Muestras DQO (ppm) Absorbancia Abs Blanco- Abs de Patrones
Blanco 2.051P1 50 1.406 0.645P2 100 1.322 0.729P4 200 1.261 0.790P5 300 0.317 1.734
Cálculos:
C1V 1=C2V 2
C1V 1
V 2
=C2
1000 ppm∗0.25mL5mL
=C2=50 ppm
1000 ppm∗0.5mL5mL
=C2=100 ppm
C1V 1=C2V 2
C1V 1
V 2
=C2
1000 ppm∗1mL5mL
=C2=200 ppm
1000 ppm∗1.5mL5mL
=C2=300 ppm
Ecuación de la recta
y=mx+b
y=−4.07×10−3 x+1.74 Agua Cruda 1.
Blanco – Absorbancia.
2.051- 1.912 = 0.139
C f ( x )= 0,139−1.74−4.07×10−3
=393.37 ppm
C INICIAL=CF
Fd
C INICIAL=393.37 ppm
15
=1966.85 ppm
Agua Cruda 2.Blanco – Absorbancia.
2.051- 1.081 = 0.97
C f ( x )= 0,97−1.74−4.07×10−3
=189.19 ppm
C INICIAL=CF
Fd
C INICIAL=189.19 ppm
1.75
=556.44 ppm
Tratamiento Convencional:
Blanco – Absorbancia.
2.051-2.034. = 0.017
C f ( x )= 0,017−1.74−4.07×10−3
=423.34 ppm
C INICIAL=CF
Fd
C INICIAL=423.34 ppm
1.75
=10583.5 ppm
Electrocoagulación:
Blanco – Absorbancia.
2.051- 1.902 = 0.149.
C f ( x )= 0,149−1.74−4.07×10−3
=390.91 ppm
C INICIAL=CF
Fd
C INICIAL=390.91 ppm
1.75
=1149.73 ppm
Grafica.
Análisis de los resultados obtenidosJjjj
Método de Remoción con mayor efectividadElectrocoagulación
De acuerdo a la práctica realizada para la optimización de las propiedades físicas de la muestra de agua del Embalse de Muña, el método con una mayor ventaja para este fin es el de electrocoagulación. Debido a que el proceso de óxido-reducción que ocurre es económico y rápido en comparación con el convencional. Sin embargo, es destacable que el consumo energético no saldría igual de económico que si se implementaran los métodos convencionales. La razón para seleccionar la electrocoagulación, fue la rapidez para obtener la purificación en cuanto a las propiedades físicas del agua residual tratada. Ya que si se implementa a escala industrial, el gasto energético seria en un menor tiempo posible. La duda que genera la posibilidad de considerar
alguno de los dos métodos, electrocoagulación o convencional, para implementación a escala industrial es la efectividad que tendrían con muestras de aguas con un mayor caudal y volumen.
BibliografíaAlcaldía de Sibaté. (2014 de Enero de 14). Sitio Oficial de Sibaté en Cundinamarca, Colombia.
Obtenido de Nuestro Municipio: http://www.sibate-cundinamarca.gov.co/informacion_general.shtml
CAR. (13 de Diciembre de 2013). Observatorio de Agendas. Interinstitucionales y conflictos ambientales. Obtenido de Caso Emblemático - OPSOA - Contaminación Embalse del Muña: http://www.observatorioambientalcar.co/vercaso.php?id=47
Catorce6. (31 de Marzo de 2015). Noticias. Obtenido de La invasora que fue expulsada del Muña: http://www.catorce6.com/index.php/noticias/item/875-la-invasora-que-fue-expulsada-del-mu%C3%B1a
Llistar, D., & Roa, T. (2005). El caso del Embalse del Muña: inversión pestilente en manos de ENDESA. Ecología Política, 7-20.
Periodico la Opinión. (3 de Junio de 2012). Ciencia y Tecnología. Obtenido de Zinc en exceso causa úlceras, defectos congénitos, anemia: http://www.opinion.com.bo/opinion/articulos/2012/0603/noticias.php?id=58722