Proy ecto Fin d de Ca rrera a - e-Archivo
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Química
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na
na
1
AGRADECIMIENTOS
Anuestrosfamiliaresyamigos…
…porsuapoyoenlosbuenosymalosmomentos.
Anuestroscompañeros…
…portantosmomentoscompartidosduranteestosaños.
Anuestrotutordeproyecto…
…porbrindarnoslaoportunidaddehaceresteproyecto.
AlGrupoTolsa…
…Porsucolaboraciónenesteproyecto.
ADavid,ElenayJorge…
…porlaayudaquenoshanprestado.
Muchasgraciasatodosvosotros.
2
1 TABLADECONTENIDO2 OBJETIVO DEL PROYECTO...................................................................................................... 5
3 INTRODUCCIÓN: EL AGUA ..................................................................................................... 6
3.1 Contaminantes del agua ................................................................................................ 7
3.1.1 Sólidos ................................................................................................................... 7
3.1.2 Temperatura .......................................................................................................... 7
3.1.3 Oxígeno disuelto .................................................................................................... 7
3.1.4 Aceites y grasas ..................................................................................................... 8
3.1.5 Fenoles .................................................................................................................. 8
3.1.6 Cloro ...................................................................................................................... 8
3.1.7 Nitrógeno .............................................................................................................. 8
3.1.8 Fósforo .................................................................................................................. 8
3.1.9 Metales pesados ................................................................................................... 9
3.1.10 Sustancias radiactivas ............................................................................................ 9
3.1.11 Microorganismos ................................................................................................... 9
3.2 Indicadores de contaminación ...................................................................................... 9
3.2.1 Color .................................................................................................................... 10
3.2.2 Olor ...................................................................................................................... 10
3.2.3 Sabor ................................................................................................................... 10
3.3 Parámetros de determinación de sólidos ................................................................... 10
3.3.1 Turbidez ............................................................................................................... 10
3.3.2 Filtración y secado ............................................................................................... 10
3.3.3 Evaporación ......................................................................................................... 11
3.3.4 Determinación de volátiles ................................................................................. 11
3.4 Parámetros de determinación de oxígeno disuelto .................................................... 11
3.4.1 Demanda bioquímica de oxígeno ........................................................................ 11
3.4.2 Demanda química de oxígeno ............................................................................. 11
3.5 Carbono orgánico total ............................................................................................... 12
3.6 Medidas de acidez y alcalinidad .................................................................................. 12
3.6.1 Conductividad ...................................................................................................... 12
3.6.2 Dureza ................................................................................................................. 12
3.6.3 Parámetros biológicos ......................................................................................... 12
3.6.4 Actividades causantes de la contaminación ........................................................ 13
4 FILTRACIÓN ......................................................................................................................... 14
3
4.1 Introducción a la filtración .......................................................................................... 14
4.2 Mecanismos de filtración ............................................................................................ 14
4.2.1 Mecanismos de transporte ................................................................................. 15
4.2.2 Mecanismos de adherencia ................................................................................ 18
4.3 Cinética de la filtración ................................................................................................ 23
4.3.1 Introducción ........................................................................................................ 23
4.3.2 Balance de masas ................................................................................................ 23
4.3.3 Retención y arrastre de partículas ...................................................................... 25
4.3.4 Pérdida de carga en un medio filtrante .............................................................. 26
4.3.5 Pérdida de carga inicial ....................................................................................... 27
4.4 Factores que influyen en la filtración .......................................................................... 27
4.4.1 Características de la suspensión.......................................................................... 27
4.4.2 Características del medio filtrante ...................................................................... 29
5 MATERIALES EMPLEADOS ................................................................................................... 31
5.1 Arcillas especiales ........................................................................................................ 31
5.1.1 Panorama nacional .............................................................................................. 35
5.1.2 Panorama mundial .............................................................................................. 37
5.1.3 Usos industriales de las arcillas especiales ......................................................... 37
5.2 Azul de metileno ......................................................................................................... 38
5.3 Columnas de adsorción ............................................................................................... 39
6 TÉCNICAS EMPLEADAS ........................................................................................................ 48
6.1 Espectofotometría ....................................................................................................... 48
6.2 Adsorción..................................................................................................................... 49
6.2.1 Técnicas experimentales de adsorción ................................................................ 51
6.3 Propiedades de los adsorbentes .................................................................................. 52
6.4 Adsorbentes ................................................................................................................. 53
6.5 Presión ......................................................................................................................... 54
6.5.1 Ley de Darcy ........................................................................................................ 55
7 PARTE EXPERIMENTAL ........................................................................................................ 57
7.1 Experimentos iniciales ................................................................................................. 57
7.2 Recta de calibrado del azul de metileno ..................................................................... 57
7.3 Isotermas de adsorción ............................................................................................... 58
7.3.1 Isotermas de Langmuir ........................................................................................ 59
7.3.2 Isotermas de Freundlich ...................................................................................... 60
4
7.4 Ensayos en columnas de adsorción ............................................................................. 62
7.4.1 Resultados ........................................................................................................... 65
7.5 Estudio de las caídas de presión ................................................................................. 69
8 TRABAJOS FUTUROS ............................................................................................................ 72
9 CONCLUSIONES ................................................................................................................... 73
10 ANEXOS ........................................................................................................................... 74
10.1 Tablas de los estudios de adsorción ............................................................................ 74
10.1.1 Tablas de las isotermas de adsorción .................................................................. 74
10.1.2 Isotermas de Langmuir ........................................................................................ 76
10.1.3 Isotermas de Freundlich ...................................................................................... 81
10.2 Ensayos en columnas de adsorción ............................................................................. 86
10.2.1 Datos del ensayo ATA 15/30 ............................................................................... 86
10.2.2 Tablas de cálculo ATA 15/30 ............................................................................... 89
10.2.3 Datos del ensayo ATA 20/50 ............................................................................... 91
10.2.4 Tablas de cálculo ATA 20/50 ............................................................................... 95
10.2.5 Datos del ensayo SEP 6/15 .................................................................................. 97
10.2.6 Tablas de cálculo SEP 6/15 ................................................................................ 102
10.2.7 Datos del ensayo SEP 15/30 .............................................................................. 104
10.2.8 Tablas de cálculo SEP 15/30 .............................................................................. 109
10.3 Tablas del estudio de presiones ................................................................................ 111
10.4 Hoja de características del espectrofotómetro. ........................................................ 115
10.5 Plano de la columna de adsorción ............................................................................ 117
11 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES ............................................................................................ 118
12 ÍNDICE DE TABLAS ......................................................................................................... 120
13 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 122
5
2 OBJETIVODELPROYECTO
El objetivo del presente proyecto es estudiar el comportamiento de distintas arcillas como
adsorbentes mediante columnas de adsorción. Por un lado se pretenden comparar tres
granulometrías diferentes de sepiolita, y por otro se quieren comparar granulometrías lo más
similares posibles de arcillas diferentes: sepiolita y atapulgita. Asimismo, también se desea
estudiar la pérdida de presión que producen los lechos de arcilla, con el fin de facilitar el
dimensionamiento de futuros procesos de adsorción con arcillas.
6
3 INTRODUCCIÓN:ELAGUA
Se considera que en nuestro planeta existen 1387 millones de km3 de agua, que cubren el 71%
de la superficie terrestre. Aproximadamente, el 97,1% del agua del planeta se concentra en los
mares y océanos, un 2,24% forma los glaciares y casquetes polares, el 0,61% son aguas
subterráneas, el 0,016% forma lagos, el 0,001% está presente en la humedad atmosférica y tan
sólo el 0,0001% forma los ríos. Teniendo en cuenta que el ser humano no puede utilizar el
agua salada presente en mares y océanos para su consumo directo, solo una mínima cantidad
del agua del planeta está a disposición de usarse sin tratamientos previos.
El agua tiene su propia dinámica, la cual ha sido modelizada en el ciclo del agua, en el cual, el
agua superficial tanto oceánica como continental se evapora por la acción de la energía solar,
se desplaza con el aire en la atmósfera en forma de vapor y condensa e incluso se congela al
cruzarse con frentes fríos, precipitando sobre la superficie terrestre de las formas conocidas
(básicamente lluvia, granizo y nieve). La lluvia puede producirse tanto sobre la superficie
oceánica, como sobre la superficie continental. El ser humano solo puede aprovechar de forma
directa el agua recogida sobre la superficie continental que gracias al proceso de evaporación
está en condiciones de baja salinidad y contaminantes.
El hombre se ha aprovechado de este ciclo para poder utilizar el agua para sus fines, sea para
su propio consumo personal, para obtener algún beneficio mejorando cosechas, obteniendo
energía o utilizándola en los procesos industriales. Este hecho ha ido generando el
establecimiento de diferentes ciclos de agua que modifican su circulación y además implican
una modificación de sus características, ya que en estos nuevos ciclos el agua ve alterada su
calidad. Esta incidencia sobre la calidad del agua ha ido incrementándose a medida que la
actividad humana ha sido más intensa.
En la actualidad, la contaminación de las aguas constituye un problema de primer nivel al
tratarse de un bien tan escaso como básico para la vida, y además, en los últimos años, el
aumento de los vertidos producidos como consecuencia del crecimiento de los núcleos
poblados y la presencia de nuevas sustancias como consecuencia de los avances tecnológicos
ha provocado un descenso en la calidad del agua que puede afectar al uso que se va a hacer de
ella a posteriori. Al mismo tiempo, la capacidad tecnológica del hombre ha proporcionado
técnicas que permiten mejorar la calidad del agua, bien para su utilización, bien para su
devolución al ecosistema, aunque la mayoría de estas técnicas se basan en las realizadas por la
propia naturaleza.
Definir la calidad del agua es un tema complicado, ya que incluso durante el ciclo del agua
natural se producen modificaciones de sus propiedades físico‐químicas respecto a lo que sería
un agua "pura", y aparte, debe tenerse en cuenta que la propia definición de “contaminación”
es un término subjetivo sujeto a al uso posterior que va a darse al agua en cuestión, pues el
agua se utiliza para diferentes usos y cada uso presenta unos requerimientos específicos. No es
lo mismo regar un cultivo o llenar una piscina, donde se puede permitir cierta contaminación
(no tóxica) del agua, que refrigerar un reactor químico, donde se requiere agua de excelente
calidad.
7
3.1 Contaminantesdelagua
3.1.1 SólidosDe forma genérica, los sólidos (ST) son todos aquellos elementos o compuestos presentes en
el agua residual urbana que no son agua. La materia presente en el agua se puede encontrar
disuelta (SD), en suspensión (SS) y/o en forma coloidal. Las sustancias disueltas son aquellas
dispersas de forma homogénea en el líquido de manera que hay una sola fase. El segundo
implica la existencia de dos fases: la correspondiente al líquido (en este caso agua) y la
correspondiente a las partículas sólidas. Finalmente, la tercera se encuentra entre las dos, de
forma que las partículas son demasiado pequeñas para ser eliminadas por procedimientos
normales de sedimentación o filtración. Entre los efectos negativos sobre los medios hídricos,
caben destacar entre otros, disminución en la fotosíntesis por el aumento de la turbidez del
agua, deposiciones sobre los vegetales y branquias de los peces, pudiendo provocar asfixia por
colmatación de las mismas, formación de depósitos por sedimentación en el fondo de los
medios receptores, favoreciendo la aparición de condiciones anaerobias o aumentos de la
salinidad e incrementos de la presión osmótica. Normalmente se habla de “sólidos en
suspensión”, que son los sólidos que no pasan a través de una membrana filtrante de un
tamaño determinado (0,45 micras). Dentro de los sólidos en suspensión se encuentran los
sólidos sedimentables (SSs), que decantan por su propio peso y los no sedimentables (SSn).
Podemos clasificarlos de la siguiente manera:
• Objetos gruesos: trozos de madera, trapos, plásticos, etc., que son arrojados a la red
de alcantarillado.
• Arenas: bajo esta denominación se engloban las arenas propiamente dichas, gravas y
partículas más o menos grandes de origen mineral u orgánico.
Los sólidos en suspensión pueden dar lugar al desarrollo de depósitos de fango y de
condiciones anaerobias cuando se vierte agua residual sin tratar al entorno acuático.
3.1.2 TemperaturaLa temperatura del agua tiene una gran importancia en el desarrollo de los diversos procesos
que en ella se realizan. Un aumento de temperatura modifica la solubilidad (aumentando la
concentración de sólidos disueltos y disminuyendo la de los gases) y duplica la actividad
biológica aproximadamente cada diez grados, (aunque superando un cierto valor característico
de cada especie tiene efectos letales para los organismos). En los efluentes urbanos oscila
entre 15º y 20ºC, lo que facilita el desarrollo de los microorganismos existentes. En los
efluentes industriales esta temperatura puede ser mucho mayor, lo que obliga a la legislación
a imponer límites. La legislación española impone una temperatura máxima de los vertidos de
40ºC y un incremento máximo de la temperatura de los cauces, a 200 m del vertido, de 1,5 o
3ºC en función de las especies presentes.
3.1.3 OxígenodisueltoEl oxígeno disuelto es fundamental para la respiración de los organismos aerobios presentes
en el agua residual. El control de este gas a lo largo del tiempo, aporta una serie de datos
fundamentales para el conocimiento del estado del agua residual. La cantidad presente en el
agua depende de muchos factores, principalmente relacionados con la temperatura y
8
actividades químicas y biológicas, entre otros. El valor máximo de oxígeno disuelto varía con la
temperatura. La concentración habitual es de aproximadamente 9 mg/l, considerándose que
por debajo de 4 mg/l el agua no es apta para desarrollar vida aeróbica en su seno.
3.1.4 AceitesygrasasSon sustancias que al no mezclarse con el agua permanecen en su superficie dando lugar a
natas. Su procedencia es tanto doméstica como industrial. Son sustancias con requerimientos
de oxígeno: materia orgánica y compuestos inorgánicos que se oxidan fácilmente, lo que
provoca un consumo del oxígeno del medio al que se vierten. El contenido en aceites y grasas
presentes en un agua residual se determina mediante su extracción previa con un disolvente
apropiado, la posterior evaporación del disolvente y el pesaje del residuo obtenido. En las
aguas residuales urbanas, sin componente industrial, la presencia de grasas y aceites suele ser
baja, no más de un 10%, lo que no evita que puedan provocar problemas tanto en la red de
alcantarillado como en las plantas de tratamiento. Si no se elimina el contenido en grasa antes
del vertido del agua residual, puede interferir con los organismos existentes en las aguas
superficiales y crear películas y acumulaciones de materia flotante desagradables, impidiendo
en determinadas ocasiones la realización de actividades como la fotosíntesis, respiración y
transpiración.
3.1.5 FenolesSon compuestos hidroxiderivados del benceno y de compuestos aromáticos polinucleares.
Suelen provenir de actividades industriales (plantas de coquización, refinerías, papeleras, etc.),
degradación de productos fitosanitarios y de la descomposición de materia vegetal. Son
extremadamente tóxicos, y su presencia en aguas sometidas a procesos de cloración produce
compuestos clorofenólicos tóxicos y de sabor desagradable.
3.1.6 CloroEsta sustancia puede aparecer en el agua formando distintas especies, como el cloruro (Cl‐), el
cloro (Cl2) o el hipoclorito (ClO‐). La presencia de estas especies es, generalmente, debida a la
cloración del agua para su desinfección, y a procesos de salinización por aguas marinas.
3.1.7 NitrógenoEl nitrógeno se presenta en las aguas residuales fundamentalmente en forma de amoniaco
(NH3) y en menor medida, como nitratos (NO3‐) y nitritos (NO2‐). El amoniaco es uno de los
compuestos intermedios formados durante la biodegradación de los compuestos orgánicos
nitrogenados que forman parte de los seres vivos, y junto con el nitrógeno orgánico es un
indicador de que un curso de agua ha sufrido una contaminación reciente. Ambas formas de
nitrógeno se determinan frecuentemente en una sola medida (método Kjedhal). La oxidación
aeróbica de los compuestos amoniacales y organonitrogenados, conduce a la formación de
nitritos y posteriormente de estos en nitratos. Para la determinación de nitritos, nitratos y
amonio se recurre a métodos espectrofotométricos.
3.1.8 FósforoJunto con el nitrógeno, es uno de los nutrientes fundamentales de todos los seres vivos, de
forma que, contenidos anormalmente altos de estos en las aguas pueden producir un
crecimiento incontrolado de la biomasa acuática (eutrofización). Su presencia en las aguas es
debida principalmente a los detergentes y a los fertilizantes. Igualmente, las excretas humanas
9
aportan nitrógeno orgánico. El nitrógeno, fósforo y carbono son nutrientes esenciales para el
crecimiento de los organismos, y cuando se vierten al medio acuático, pueden favorecer el
crecimiento de una vida acuática no deseada. Si se vierten al terreno en cantidades excesivas
pueden provocar la contaminación del agua subterránea.
3.1.9 MetalespesadosEstán entre los contaminantes más dañinos, y entre ellos se incluyen elementos esenciales
para la vida como el hierro junto con otros de gran toxicidad como el cadmio, cromo,
mercurio, plomo, etc. Su presencia en el agua es, generalmente indicativo de un vertido de
tipo industrial, y dada su gran toxicidad y que interfieren en los procesos de depuración
(alteran los procesos de biodegradación) se hace necesaria su eliminación antes de los mismos.
3.1.10 SustanciasradiactivasTanto las aguas continentales, como las oceánicas y subterráneas, poseen una radiactividad
natural inherente a la composición de las mismas. De los elementos radiactivos más presentes
en el agua destacan 40K, 226RA, 238U provenientes de la lixiviación de terrenos graníticos. La
radioactividad es producida por la emisión de los núcleos atómicos de radiaciones ionizantes
α(núcleos de helio), β(electrones) o γ (fotones), que al interaccionar con la materia pueden
inducir modificaciones, y concretamente mutaciones sobre materia viva.
3.1.11 MicroorganismosVirus, algas, protozoos, bacterias, hongos, insectos, rotíferos, etc. Pueden clasificarse en:
- Parásitos: si viven a expensas de otro organismo vivo, pudiendo ser benignos o
patógenos, pudiendo ser estos últimos causa de enfermedades como hepatitis, fiebres
tíficas, cóleras, disenterías...
- Saprofitos: que viven de la materia orgánica muerta descomponiéndola para
alimentarse. De su actividad metabólica se origina nueva materia viva, productos de
desechos y formación de flóculos.
Si los clasificamos en función de su posibilidad de captar oxígeno, los clasificaríamos en
aerobios, anaerobios o facultativos (que se adaptan a las condiciones según sean aerobias o
anaerobias).
3.2 IndicadoresdecontaminaciónLos primeros indicadores utilizados para definir la calidad del agua hacían referencia a su
aspecto: color, olor, sabor..., características que pueden ser determinadas fácilmente sin
necesidad de ningún tipo de instrumentación. Estas apreciaciones son altamente subjetivas y
por lo tanto de difícil sistematización. Las aguas residuales urbanas se caracterizan por su
composición física, química y biológica, apareciendo una interrelación entre muchos de los
parámetros que integran dicha composición. A la hora de realizar una adecuada gestión de
dichas aguas, se hace imprescindible el disponer de una información lo más detallada posible
sobre su naturaleza y características. A continuación se muestran las principales características
físicas, químicas y biológicas del agua. Las características físicas más importantes del agua son
el color, el olor y el sabor.
10
3.2.1 ColorEl agua pura es incolora. Por tanto, la presencia de color indica la existencia de sustancias
extrañas. Parte de este color puede ser debido a la materia en suspensión que lleva el agua (y
que quedará reflejada en la medida de lo turbidez o de los sólidos en suspensión), mientras
que otra parte es debida a la presencia de sustancias disueltas, que dan lugar a lo que se llama
color verdadero. La coloración de las aguas residuales urbanas determina cualitativamente el
tiempo de las mismas. Generalmente varía del beige claro al negro. Si el agua es reciente,
suele presentar coloración beige clara; oscureciéndose a medida que pasa el tiempo, pasando
a ser de color gris o negro, debido a la implantación de condiciones de anaerobiosis, por
descomposición bacteriana de la materia orgánica.
3.2.2 OlorSe debe principalmente a la presencia de determinadas sustancias producidas por la
descomposición anaerobia de la materia orgánica: ácido sulfhídrico, amoniaco, sustancias
orgánicas volátiles. Si las aguas residuales son recientes, no presentan olores desagradables ni
intensos. A medida que pasa el tiempo, aumenta el olor por desprendimiento de gases como el
sulfhídrico o compuestos amoniacales por descomposición anaerobia.
3.2.3 SaborSuele estar asociado íntimamente al olor. Algunas sustancias, como las sales de cobre, hierro o
zinc, pueden modificar el sabor, sin alterar el color de efluente.
3.3 Parámetrosdedeterminacióndesólidos
3.3.1 TurbidezLa turbidez es un parámetro utilizado habitualmente en aguas naturales como indicador de la
presencia de sólidos, especialmente coloidales. En este caso, lo que se mide es la extensión
con la que un rayo de luz es reflejado a su paso por el agua, con un ángulo de 90°. La extensión
se encuentra relacionada con la cantidad de materia en suspensión. Esta relación no es
estrictamente lineal, ya que el proceso de dispersión de la luz se encuentra influenciado tanto
por el tamaño como por las características superficiales de la materia presente. Así, una
burbuja que en un agua cristalina no provocaría turbidez, sí puede incrementarla si se
encuentra insertada en un conjunto de partículas coloidales, aunque su presencia no haya
alterado la cantidad de sólidos en suspensión.
La fuente principal de turbidez en las aguas naturales procede de la erosión y transporte de
materia coloidal (arcilla, fragmentos de roca, sustancias del lecho...) por parte de los ríos en su
recorrido. Otra parte procede de las aportaciones de fibras vegetales que son arrastradas por
el río, así como de los microorganismos que viven en su seno. Finalmente, el tercer bloque
procede de las aguas residuales (domésticas y/o industriales) que puede recibir. Así, por
ejemplo, la presencia de jabones puede provocar una turbidez apreciable.
3.3.2 FiltraciónysecadoEstos métodos proporcionan una descripción más detallada de los tipos de sólidos presentes.
Por ejemplo, discriminar cuáles de ellos se encontraban en suspensión y cuáles se encontraban
disueltos. En este caso procederemos, en primer lugar, a una separación de los sólidos que
están en suspensión de los que se hallan disueltos, mediante filtración. Una vez hecha la
11
filtración, en el filtrado quedarán los solubles, mientras que los sólidos retenidos en el filtro,
una vez eliminada el agua que puedan llevar, serán los sólidos en suspensión.
3.3.3 EvaporaciónPara determinar la cantidad de sólidos totales, podemos eliminar el agua y pesar la materia
resultante, que se podría asimilar a la materia presente en la muestra inicial. Esta es la base de
los métodos gravimétricos en los que se evapora el agua hasta que quede un residuo sólido
que representa los sólidos presentes, normalmente expresados en miligramos por litro. Para
conseguir la evaporación, tan sólo tendremos que llevar la muestra a una temperatura
ligeramente superior a la de ebullición del agua (puede ser 105°C) para evaporar el agua
superficial, y después a una temperatura superior (puede ser 180°C) para eliminar el agua que
pudiera quedar retenida dentro de las partículas. Si se utiliza este procedimiento se habrá
determinado la cantidad de sólidos totales.
3.3.4 DeterminacióndevolátilesSi se quiere determinar qué fracción de los sólidos corresponde a materia orgánica o
inorgánica, se deberá recurrir a un procedimiento que permita discriminar entre ambas. El
procedimiento, nuevamente, se basa en la aplicación de energía. A partir de 450°C, la materia
orgánica se oxida, transformándose a CO2, H2O y otros gases. Por tanto, si los sólidos
presentes se calientan a esta temperatura se observa una disminución de materia
directamente proporcional a su contenido en materia orgánica. El producto final que queda
corresponde a los sólidos inorgánicos. Como la mayoría de los métodos físicos utilizados en la
medida de la calidad del agua, su aplicación permite una determinación global de la materia
presente, pero no una identificación específica de cuáles son las sustancias concretas, ni de su
reactividad y, sobre todo, de su potencial grado de contaminación.
3.4 Parámetrosdedeterminacióndeoxígenodisuelto
3.4.1 DemandabioquímicadeoxígenoEs la cantidad de oxígeno necesaria para que los microorganismos aerobios puedan oxidar
metabólicamente la materia orgánica presente en la muestra de agua. Se determina por
diferencia entre el oxígeno disuelto en la muestra inicial y el medido en función del tiempo de
incubación. Al ser esta demanda variable con el tiempo se suele determinar a dos tiempos
diferentes DBO5 y DBOult, siendo la primera la más importante. La Demanda Bioquímica de
Oxígeno a los 5 días (DBO5) es la cantidad de oxígeno disuelto (mg O2/l) necesario para oxidar
biológicamente la materia orgánica de las aguas residuales. En el transcurso de los cinco días
de duración del ensayo se consume aproximadamente el 70 % de las sustancias
biodegradables. La DBO nos da información de la cantidad de materia orgánica biodegradable
presente en una muestra, sin aportar información sobre la naturaleza de la misma.
Kg DBO/día = DBO5(mg/L)∙Q(m3/día) ∙10‐3 (1)
3.4.2 DemandaquímicadeoxígenoMide la cantidad de oxígeno en mg/l necesaria para oxidar los componentes del agua recurriendo a reacciones químicas. Se determina añadiendo una cantidad perfectamente
pesada de dicromato potásico (K2Cr2O7) a un volumen conocido de la muestra, acidulando el
medio. El dicromato sobrante se evalúa mediante un agente reductor. La DQO es igual a la
12
cantidad de dicromato consumido, expresado como mg/L de oxígeno presente en la
disolución.
3.5 CarbonoorgánicototalIndica la cantidad total de carbono orgánico presente en una muestra, expresándolo
igualmente en mg/L. En la actualidad existen equipos comerciales que proporcionan
simultáneamente el contenido total de carbono orgánico, junto al inorgánico y CO2 disuelto,
como valores independientes. Es un método instrumental, basado en la combustión total del
carbono a CO2 en presencia si es necesario de catalizadores, y la posterior determinación de
CO2 por espectroscopia infrarroja.
3.6 MedidasdeacidezyalcalinidadEs una medida de la concentración de iones hidronio (H3O+) en la disolución, con valores entre
1 y 14. Las aguas con valores de pH menores de 7 son aguas ácidas y favorecen la corrosión de
las piezas metálicas en contacto con ellas, y las que poseen valores mayores de 7 se
denominan básicas o alcalinas y pueden producir precipitación de sales insolubles
(incrustaciones).
3.6.1 ConductividadEs la capacidad del agua de conducir la corriente eléctrica. Es una medida indirecta de la
cantidad de sólidos disueltos, aunque también depende del tipo de iones, estando relacionada
con estos mediante expresión empírica.
SD (mg/L) = 0.8 ∙Λ0 (μS cm‐1) (2)
El valor máximo instantáneo autorizado en vertidos es de 5000 μS cm‐1.
3.6.2 DurezaEs otra forma de indicar el contenido iónico de un agua, refiriéndolo a la concentración total
de iones calcio, magnesio, estroncio y bario, aunque se debe fundamentalmente a los dos
primeros. La presencia de este tipo de iones en el agua suele ser de origen natural, y
raramente antrópica. Se obtiene a partir de la determinación por separado del contenido en
calcio y magnesio en la muestra o de manera conjunta por complexiometría con EDTA,
expresándose en diferentes unidades, mg de Ca2+ equivalente/L. El problema de las aguas
duras se centra en la formación de precipitados insolubles de carbonatos e hidróxidos. Que al
depositarse sobre tuberías y equipos pueden causar problemas de funcionamiento en calderas
de vapor, torres de refrigeración, intercambiadores de calor, filtros, etc. Según su grado de
dureza las aguas pueden clasificarse en muy blandas (0 ‐ 30 mg de Ca+ equivalente/L), blandas
(30 – 60 mg de Ca+ equivalente/L), semiduras (60 – 130 mg de Ca+ equivalente/L), duras (130 ‐
200 mg de Ca+ equivalente/L) y muy duras (más de 200 mg de Ca+ equivalente/L).
3.6.3 ParámetrosbiológicosSe basan en la presencia de especies relacionadas con los niveles de contaminación
(organismos indicadores). Son especies fáciles de aislar y cultivar en laboratorio, inocuos para el hombre y los animales, con relación cualitativa y cuantitativa con otros patógenos. La presencia de indicadores no implica la existencia de patógenos, indica probabilidad. Estas especies son:
13
Coliformes totales y fecales: Habitantes de la flora intestinal.
Bacterias aerobias: Indican la eficacia o no del tratamiento.
Estreptococos: Son indicadores complementarios.
3.6.4 Actividadescausantesdelacontaminación
3.6.4.1 ContaminaciónnaturalEl agua disuelve gases presentes en la atmósfera (CO2, O2, N2, etc.), sales del terreno por
lixiviación (Na+, Ca2+, HCO3‐, Cl‐, etc.), compuestos orgánicos provenientes de seres vivos y su
descomposición y arrastra sólidos en suspensión. En algunos casos la concentración de estas
sustancias es suficiente como para hacer no utilizables las aguas (aguas salobres, grandes
avenidas, zonas pantanosas).
3.6.4.2 ContaminaciónantrópicaAquél agua que ha sufrido modificación en sus propiedades por acción del hombre se define
como agua contaminada de origen antrópico. Se suele reservar el término “agua contaminada”
a este tipo de alteración del agua. Dicha contaminación puede ser causada por diversas
actividades:
1) Producción industrial: consume en torno al 20% del total del agua empleada por el
hombre, estimándose que aproximadamente el 2% del agua utilizada se incorpora a
los productos, y el 98% restante se devuelve al medio natural en forma de vapor o
líquida. En la mayoría de los casos el vertido de estas aguas se realiza con sus
características modificadas en mayor o menor medida. El aporte de contaminantes es
característico de cada actividad industrial y puede provenir tanto de las materias
primas utilizadas, como de los productos de transformación o acabado, así como de las
operaciones de transmisión de calor.
2) Desagüe de aguas residuales domésticas y municipales: representa el 10% del
consumo mundial de agua. Esta agua incorpora sustancias procedentes de los residuos
de la actividad humana (alimentos, deyecciones, limpieza doméstica y viaria, etc.) de
naturaleza orgánica, inorgánica y microbiana.
3) Actividad agropecuaria: aproximadamente el 70% del consumo mundial de agua dulce
corresponde a la agricultura y ganadería, y aunque su carga contaminante puede ser
baja, la cantidad de sustancias extrañas aportadas al medio natural por este tipo de
actividades es la mayor en valor absoluto, y suele consistir en pesticidas, herbicidas,
fertilizantes, heces y excreciones líquidas (purines), residuos de la industria de
transformación agrícola, etc.
14
4 FILTRACIÓNEn el presente proyecto se ha pretendido implementar en laboratorio un proceso de
adsorción, procesos que en el ámbito del tratamiento de aguas se emplean para depuraciones
de agua subterránea, purificaciones del caudal final de Estaciones de Tratamiento de Agua
Potable (ETAP), decoloraciones del agua, depuraciones de agua para piscinas, refinamiento de
las aguas residuales tratadas, etc. Para simular el agua contaminada se ha utilizado una
disolución de agua con azul de metileno.
4.1 IntroducciónalafiltraciónLa filtración consiste en la remoción de partículas suspendidas y coloidales presentes en una
suspensión acuosa que escurre a través de un medio poroso. En general, la filtración es la
operación final de clarificación que se realiza en una planta de tratamiento de agua y, por
consiguiente, es la responsable principal de la producción de agua de calidad coincidente con
los estándares de potabilidad.
El objetivo de un estudio de filtración es lograr que la teoría exprese los resultados de las
investigaciones experimentales, de tal modo que sea posible prever, en el diseño, cómo va a
operar la unidad de filtración en la práctica.
4.2 MecanismosdefiltraciónLas fuerzas que mantienen a las partículas suspendidas adheridas a las superficies de los
granos del medio filtrante son activas, para distancias relativamente pequeñas (algunos
angstroms), la filtración usualmente es considerada como el resultado de dos mecanismos
distintos pero complementarios: transporte y adherencia. Inicialmente, las partículas por
remover son transportadas de la suspensión a la superficie de los granos del medio filtrante.
Estas permanecen adheridas a los granos, siempre que resistan la acción de las fuerzas de
cizallamiento debidas a las condiciones hidrodinámicas del escurrimiento.
El transporte de partículas es un fenómeno físico e hidráulico, afectado principalmente por los
parámetros que gobiernan la transferencia de masas. La adherencia entre partículas y granos
es básicamente un fenómeno de acción superficial, que es influenciado por parámetros físicos
y químicos. Los mecanismos que pueden realizar transporte son los siguientes:
a) cernido
b) sedimentación
c) intercepción
d) difusión
e) impacto inercial
f) acción hidrodinámica
g) mecanismos de transporte combinados
Los mecanismos de adherencia son los siguientes:
a) fuerzas de Van der Waals
b) fuerzas electroquímicas
c) puente químico
15
Cuál de estos mecanismos es el que controla el proceso de filtración ha sido asunto de largos
debates. Es indudable que no todos necesariamente tienen que actuar al mismo tiempo y que,
en algunos casos, la contribución de uno o varios de ellos para retener el material suspendido
es quizás desdeñable.
Pero hay que tener en cuenta que dada la complejidad del fenómeno, más de un mecanismo
deberá entrar en acción para transportar los diferentes tamaños de partículas hasta la
superficie de los granos del medio filtrante y adherirlas.
4.2.1 MecanismosdetransporteLos distintos mecanismos que pueden realizar transporte de las partículas dentro de los poros
del medio filtrante están esquematizados en la Ilustración 1. En ella se ve cómo
simultáneamente pueden actuar varias causas para aproximar el material suspendido hasta los
granos del medio filtrante.
Es interesante destacar que estas causas varían si la filtración se produce en las capas
superficiales o en la profundidad del medio filtrante. En el primer caso, la acción física de
cernido es el factor dominante, mientras que en el segundo caso es el de menor importancia.
4.2.1.1 CernidoCuando la partícula es de tamaño mayor que los poros del lecho filtrante puede quedar
atrapada en los intersticios. El cernido, en general, actúa solo en las capas más superficiales del
lecho y con partículas relativamente fuertes, capaces de resistir los esfuerzos cortantes
producidos por el flujo, cuya velocidad aumenta en las constricciones.
A partir de las consideraciones geométricas, Hall considera que la probabilidad de remoción de
una partícula por cernido (Pr) está dada por la siguiente fórmula:
(3)
Dónde:
d = diámetro de la partícula
Dc = diámetro del medio filtrante
4.2.1.2 SedimentaciónEl efecto de la gravedad sobre las partículas suspendidas durante la filtración, fue sugerido
cuando Hazen consideró los poros de los filtros lentos de arena como pequeñas unidades de
sedimentación. Sin embargo, durante mucho tiempo la contribución de este mecanismo no se
consideró significativa, pues la velocidad de sedimentación de las partículas suspendidas y,
especialmente, la de los pequeños flóculos, es mucho más pequeña en comparación con la
velocidad intersticial.
La sedimentación solo puede producirse con material suspendido relativamente grande y
denso, cuya velocidad de asentamiento sea alta y en zonas del lecho donde la carga hidráulica
sea baja.
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19
cuando se considera la filtración de una suspensión de arcilla en un lecho de arena con una
velocidad de aproximación del orden de 1,5 mm/s. La eficiencia de remoción es inferior a 20%
cuando no se emplea coagulante; por lo tanto, la filtración de la misma suspensión coagulada
con una sal de Al3+ o Fe3+ puede producir una eficiencia de remoción superior a 95%. En el
primer caso, se tiene una cantidad elevada de partículas estables, en tanto que, en el segundo
caso, la mayor parte de las partículas fueron desestabilizadas.
La adherencia se atribuye a dos tipos de fenómenos: interacción entre las fuerzas eléctricas y
las de Van der Waals, y al enlace químico entre las partículas y la superficie de los granos de un
material intermediario. Se ha sugerido, inclusive, que la filtración no es más que un caso
especial de la floculación, donde algunas partículas son fijas (aquellas adheridas inicialmente a
los granos) y otras suspendidas.
4.2.2.1 InteraccióncombinadadelasfuerzaselectrostáticasylasdeVanderWaalsDe un modo general, las partículas sólidas sumergidas en agua presentan cargas en sus
superficies, debido a una o más de las siguientes razones:
Disociación de iones en la superficie de las partículas.
Cargas no balanceadas debido a las imperfecciones de la estructura del cristal.
Reacciones químicas con iones específicos de la suspensión, con formación de enlaces
químicos.
Sustitución isomórfica en la estructura del cristal.
En la interfaz sólido‐líquido existe una capa de iones de carga opuesta a la del sólido, conocida
como capa estacionaria o compacta, y otra de iones esparcidos, también de carga opuesta,
denominada capa difusa. Esta capa electroquímica doble establece un potencial de repulsión
entre las partículas de la suspensión con cargas eléctricas semejantes. La magnitud de este
potencial de repulsión y la distancia a la cual se extiende su campo de acción son afectadas por
la composición química de la suspensión.
Las características de la interfaz sólido‐líquido han sido evaluadas en términos del potencial
zeta, que es la media de la energía requerida para llevar una carga unitaria desde el infinito
hasta un plano que separe el resto de la dispersión, a la sección de la capa difusa que se mueve
junto con las partículas (Ilustración 6).
Las fuerzas de atracción entre los átomos y entre las partículas fueron postuladas por Van der
Waals para explicar la diferencia entre los gases ideales, los reales, y los vapores. Estas fuerzas
son resultantes de varias acciones diferentes, como el efecto de Keeson, la inducción y la
dispersión.
Entre las partículas sólidas es posible que se produzcan interacciones por cualquiera de estos
dos o tres efectos mencionados; por lo tanto, solamente la contribución debida a la dispersión
se adiciona y hace efectiva a una distancia inferior a 500Å. Por ese motivo, la interacción de las
fuerzas de Van der Waals entre las partículas sólidas es, en muchas ocasiones, referida como
interacción de dispersión.
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24
ΔC = Variación de la concentración de partículas (volumen de partículas suspendidas por
volumen de suspensión).
C1 = Concentración de partículas suspendidas en el afluente (L3/L3).
C2 = Concentración de partículas suspendidas en el efluente (L3/L3).
Si se considera que Q es el caudal que escurre a través del elemento y se admite que el
depósito específico aumenta una cantidad Δ, al transcurrir un intervalo del tiempo Δt, se
tiene que el volumen de partículas removidas de la suspensión es:
∆ ∙ ∙ ∆ 5
y el volumen de partículas acumuladas es:
∆ ∙ ∙ ∆ 6
Igualando ambas expresiones, se obtiene:
∆ ∙ ∙ ∆ ∆ ∙ ∙ ∆ 7
Dónde:
Q = caudal
Δt = intervalo de tiempo (T)
Δa = variación del depósito específico absoluto (volumen de sólidos/volumen de medio
filtrante, L3/L3).
A = área, en planta, del elemento de volumen del medio filtrante (L2)
ΔL = espesor del elemento de volumen del medio filtrante (L)
Reordenando la ecuación ∆ ∙ ∙ ∆ ∆ ∙ ∙ ∆ 7) se obtiene, en su forma
∙ (8):
∙ (8)
Dónde:
V = velocidad de filtración o tasa de filtración
∙ (8) representa la relación entre la variación de la concentración de partículas suspendidas con la profundidad, y la variación del depósito específico absoluto con
el tiempo, para la velocidad de filtración considerada.
Muchas veces se considera al depósito específico efectivo (σ), que refleja el volumen que
efectivamente ocupan las partículas removidas, para tener en cuenta de ese modo la
porosidad de los depósitos.
∙ (9)
25
Dónde:
= Depósito específico absoluto (volumen de depósito/volumen de medio filtrante).
β = Relación entre el volumen de los depósitos y el volumen de sólidos removidos.
De este modo, la porosidad local estará dada por:
(10)
Dónde:
Ɛo = porosidad inicial (volumen de vacíos/volumen total del medio filtrante)
Ɛ = porosidad del medio filtrante
De la combinación de las ecuaciones ∙ (8) y ∙ (9) se obtiene:
∙∙ (11)
La ecuación (9) representa la variación de la concentración en función del espesor del medio
filtrante y demuestra que la tasa de variación disminuye a medida que el depósito específico
aumenta con el tiempo de operación del filtro.
Combinando las ecuaciones (10) y ∙∙ (11), se
obtiene:
∙∙ (12)
La ecuación (10) muestra que la tasa de variación de la concentración de la suspensión, en
función del espesor del medio filtrante, disminuye a medida que la porosidad decrece con el
tiempo de operación.
4.3.3 RetenciónyarrastredepartículasDe acuerdo con la teoría de retención y arrastre de partículas, y considerando un caudal
constante, las partículas retenidas en los poros causan el estrechamiento de los canales, lo que
trae como consecuencia un aumento de la velocidad intersticial. Este incremento hace que
parte de las partículas retenidas sean arrastradas a las capas inferiores, de tal modo que la
cantidad arrastrada sea proporcional a la existente en cada capa. Este arrastre de una fracción
del material conduce a una disminución de la tasa de incremento de σ para la subcapa
considerada.
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27
Una pérdida de carga inicial, que es la mínima que puede producir el filtro y que
llamaremos h0.
Una pérdida de carga por colmatación, que será función del tiempo hφ(t). Esto es:
(13)
4.3.5 PérdidadecargainicialLa pérdida de carga inicial puede calcularse a partir de la ecuación de Kozeni, que solo es
aplicable para esferas con flujo laminar, el cual solo se presenta cuando el número de Reynolds
es menor que 10.
(14)
Dónde:
f = constante experimental y adimensional, igual a 5
v = viscosidad cinemática
g = aceleración de la gravedad
L = profundidad del lecho
Ɛ0 = porosidad inicial
V = velocidad de filtración
= relación área de la partícula /volumen de la partícula
Siendo , para partículas esféricas, donde D es el diámetro de la partícula, se tiene la
ecuación de Kozeni:
15
4.4 FactoresqueinfluyenenlafiltraciónLa eficiencia de la filtración está relacionada con las características de la suspensión, del medio
filtrante, de la hidráulica de la filtración y la calidad del efluente. Por ejemplo, la filtración de
agua cruda en filtros lentos de arena, y la de agua coagulada en filtros rápidos de arena
resultan de interacciones distintas entre los granos del medio filtrante y las partículas
suspendidas, pues un factor importante en la filtración lenta puede, muchas veces, no ser
importante para la filtración rápida.
Se presentan a continuación los principales factores que influyen en la filtración rápida.
4.4.1 CaracterísticasdelasuspensiónDe modo general, la eficiencia de remoción de partículas suspendidas en un medio filtrante
está relacionada con las siguientes características de la suspensión:
a) tipo de partículas suspendidas;
28
b) tamaño de partículas suspendidas;
c) densidad de partículas suspendidas;
d) resistencia o dureza de las partículas suspendidas (flóculos);
e) temperatura del agua por filtrar;
f) potencial zeta de la suspensión; y
g) pH del afluente.
4.4.1.1 TiposdepartículassuspendidasLa filtración de flóculos que no sedimentan en una planta de ablandamiento difiere
sustancialmente del caso en que se tienen flóculos provenientes de un pretratamiento con un
coagulante de una sal de hierro o aluminio. Por otro lado, el tipo de partículas primarias
presentes en el agua cruda influye en la eficiencia de la filtración. Por ejemplo, la existencia de
algas en el afluente influye en la formación de curvas de pérdida de carga de manera más
acentuada que aquellos casos en que el afluente solo posee partículas suspendidas coaguladas
de arcilla o sílice.
4.4.1.2 TamañodelaspartículassuspendidasExiste un tamaño crítico de partículas suspendidas, del orden de 1 μm, el cual genera menos
oportunidad de contacto entre la partícula suspendida y el grano del medio filtrante. Este
hecho se puede observar desde el principio, cuando el medio filtrante está limpio, hasta el
final de la carrera de filtración. Algunos productos químicos, como los coagulantes
tradicionales y los polímeros, pueden usarse para ajustar el tamaño de las partículas
suspendidas de modo de obtener una eficiencia mayor. Las partículas menores que el tamaño
crítico serán removidas eficientemente, debido, principalmente, a la difusión; mientras que las
mayores también serán removidas eficientemente debido a la acción de otros mecanismos,
como la intercepción y la sedimentación.
4.4.1.3 DensidaddelaspartículassuspendidasCuanto mayor sea la densidad de las partículas suspendidas, mayor será la eficiencia de
remoción de las partículas de tamaño superior al tamaño crítico, mencionado anteriormente.
4.4.1.4 ResistenciaodurezadelosflóculosLa dureza de los flóculos es otro factor importante en la filtración rápida, pues los flóculos
débiles tienden a fragmentarse y penetrar fácilmente en el interior del medio filtrante, lo que
favorece el traspaso final de la turbiedad límite, mientras que los flóculos duros o resistentes
no se fragmentan fácilmente, pero producen una pérdida de carga mayor.
4.4.1.5 TemperaturadelaguaporfiltrarEn general, el aumento de temperatura conduce a una eficiencia mayor, pues se tiene un
aumento de energía termodinámica en las partículas del agua y, consecuentemente, la
difusión se vuelve un mecanismo importante cuando se tienen partículas suspendidas
menores de un micrómetro. Por otro lado, la disminución de la viscosidad facilita la acción del
mecanismo de sedimentación de partículas mayores de un micrómetro.
4.4.1.6 ConcentracióndepartículassuspendidasenelafluenteCuando el medio filtrante se encuentra limpio, la eficiencia de remoción depende de la
concentración de partículas suspendidas en el afluente.
29
Después de algún tiempo de filtración, la eficiencia de remoción aumenta con el aumento de la
concentración de las partículas suspendidas en el afluente, pues las partículas retenidas hacen
de colectoras de otras partículas suspendidas.
Evidentemente, al existir una eficiencia de remoción mayor con el aumento de la
concentración, la curva de pérdida de carga en función del tiempo será más acentuada.
4.4.1.7 PotencialzetadelasuspensiónCuando las partículas suspendidas y los granos del medio filtrante tienen potencial zeta del
mismo signo, la interacción entre las capas dificulta la adherencia, lo cual reduce la eficiencia
de remoción. Como los materiales filtrantes usuales presentan potenciales zeta negativos,
sería conveniente que las partículas suspendidas tuviesen potencial zeta neutro o positivo.
4.4.1.8 pHdelafluenteEl pH influye en la capacidad de intercambio iónico entre las partículas suspendidas y los
granos del medio filtrante. Para valores de pH inferiores a 7,0, disminuye el intercambio de
cationes y aumenta el intercambio de aniones sobre las superficies positivas; mientras que,
para valores de pH superiores a 7,0, se produce un aumento en el intercambio de cationes y
una disminución en el intercambio de aniones sobre las superficies negativas.
4.4.2 CaracterísticasdelmediofiltranteEntre las características del medio filtrante que influyen en la filtración, destacan:
a) tipo del medio filtrante;
b) características granulométricas del material filtrante;
c) peso específico del material filtrante; y
d) espesor de la capa filtrante.
4.4.2.1 TipodelmediofiltranteLa elección del medio filtrante depende de innumerables factores. Entre los más importantes
figuran la calidad deseada para el efluente, los costos y la facilidad de adquisición de los
materiales en el mercado, y la existencia de personal calificado para operar las instalaciones de
filtración.
El medio filtrante debe seleccionarse de acuerdo con la calidad que se desea para el agua
filtrada. Adicionalmente, debe tenerse en cuenta la duración de la carrera de filtración
(capacidad de retención) y la facilidad de lavado. Un medio filtrante ideal es aquel de
granulometría determinada y cierto peso específico, que requiere una cantidad mínima de
agua para ser lavado de manera eficiente y que es capaz de remover la mayor cantidad posible
de partículas suspendidas, para producir un efluente de buena calidad.
4.4.2.2 CaracterísticasgranulométricasdelmaterialfiltranteLos materiales filtrantes deben ser claramente especificados, de manera que no quede duda
alguna sobre su granulometría. Los parámetros que se deben emplear para este fin son los
siguientes:
30
Tamaño efectivo: en relación con el porcentaje (en peso acumulado) que pasa por las
mallas de una serie granulométrica, el tamaño efectivo se refiere al tamaño de granos
correspondiente al porcentaje de 10%.
Coeficiente de uniformidad (CU): en relación con el porcentaje (en peso acumulado)
que pasa por las mallas de una serie granulométrica, el coeficiente de uniformidad es
igual a la relación entre el tamaño de los granos correspondientes a 60% y el tamaño
de los granos correspondiente a 10%.
Sería mejor que este coeficiente se llamase de desuniformidad, pues su valor se
incrementa a medida que el material granular es menos uniforme.
Forma: la forma de los granos normalmente se evalúa en función del coeficiente de
esfericidad (Ce). El coeficiente de esfericidad de una partícula se define como el
resultado de la división del área superficial de la esfera de igual volumen a la del grano
por el área superficial de la partícula considerada. Como es obvio, este valor resulta
igual a la unidad para las partículas esféricas y menor de uno para las irregulares.
Tamaño mínimo: tamaño por debajo del cual no deben encontrarse granos en el
medio filtrante.
Tamaño máximo: tamaño por encima del cual no deben encontrarse granos en el
medio filtrante.
4.4.2.3 ElpesoespecíficodelmaterialfiltranteEl peso específico (Pe) del material es igual al peso de los granos dividido por el volumen
efectivo que ocupan los granos.
4.4.2.4 ElespesordelacapafiltrantePara el caso de filtros de lecho simple, la experiencia y diversas investigaciones han permitido
establecer espesores recomendados para diferentes casos: filtración de agua decantada,
filtración directa o filtración descendente o ascendente.
5 M
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K2O 1,30%
TiO2 0,18%
P2O5 0,09%
Otros constituyentes 0,57%
Pérdidas por calcinación 20,00%
La presencia de canales hace que la superficie específica de la sepiolita sea muy grande, de
unos 300 m2/g, siendo por ello accesible a moléculas de aproximadamente 10nm. Físico‐
químicamente hablando, la sepiolita es aniónica, por lo que tiende a adsorber moléculas
catiónicas. Si calentamos una sepiolita, progresivamente va perdiendo sus moléculas de agua,
y a partir de 250ºC la pérdida se hace irreversible. Una vez superamos los 350ºC, las fibras
comienzan a contraerse, hasta que aproximadamente a temperaturas de unos 700ºC la
estructura se colapsa.
La sepiolita empleada en los ensayos se extrae en el yacimiento de la Cuenca de Madrid, que
es el mayor del mundo, abarcando desde Vallecas hasta Toledo. En él se encuentra el 80% de
las reservas mundiales de este material. La estructura del yacimiento es la siguiente:
Unidad inferior: en ella se concentran los materiales evaporíticos (sales sódicas,
thenardita y glauberita).
Unidad intermedia: en ella predominan los materiales arcillosos y carbonáticos.
Unidad superior: en la cual se sitúan los materiales detríticos.
La mineralización de la sepiolita se sitúa en la base del tramo inferior de la unidad superior y va
asociada a arcillas pardas y arenosas, entre las cuales se intercalan dos niveles de sepiolita con
una potencia (espesor) de más de 1 m. y una continuidad lateral de más de 50 km.
El yacimiento ocupa unos 7 km2 y en él se explotan dos niveles asociados a niveles arcósicos:
Nivel superior: entre 2 y 10 m. de potencia, con pequeñas cantidades de arcillas
esmectíticas y calcita. Aproximadamente el 95% es sepiolita.
Nivel inferior, que se encuentra separado del superior por unas arenas arcillosas de
color pardo de aproximadamente 15 m. de potencia. La pureza de la sepiolita que
encontramos en este nivel es menor y su potencia oscila entre 1 y 5 m. Por debajo de
este nivel afloran arcillas esmectíticas verdes y rosas, carbonatos y arenas.
El segundo adsorbente utilizado es la atapulgita (también llamada attapulgita, pilolita y
lassalita), que se extrae de un mineral llamado palygorskita. La atapulgita tiene una textura
fibrosa y su color puede ser blanco, blanco grisáceo, blanco amarillento o incluso gris verdoso
en condiciones húmedas.
Las palygorskitas suelen ser de origen sedimentario o hidrotermal, y a nivel estructural
presentan una distancia de 5,3 Armstrong entre sus fibras. En el año 1940, Bradley planteó que
la estructura de la palygosrkita está compuesta por tetraedros de Si‐O unidos sobre planos de
oxígenos que son completados por grupos hidroxilo situados en los vértices de los tetraedros.
33
Unos y otros están unidos por átomos de aluminio, magnesio y hierro coordinados
octaédricamente. En los bordes de estas cadenas, los hidroxilos expuestos son neutralizados
por protones, dando lugar a la formación de agua. Al cortarlas, las cadenas muestran una
estructura similar a la del talco pero limitada en anchura a la extensión de las cadenas. En
comparación con la sepiolita, la estructura de la atapulgita es similar pero con los canales más
estrechos, lo cual hace que su capacidad de adsorción sea menor. A nivel químico, la
composición exacta de la atapulgita puede variar entre ciertos límites, pero a modo de
ejemplo, como atapulgita “típica” podríamos considerar la dada en la siguiente tabla:
Tabla 2. Composición de la Atapulgita de Tolsa.
Compuesto Porcentaje en peso
SiO2 53,64%
Al2O3 8,76%
Fe2O3 3,36%
FeO 0,23%
TiO2 0,60%
CaO 2,02%
MgO 2,02%
MgO 9,05%
H2O+ 10,89%
H2O‐ 9,12%
Total 99,69%
A nivel fisicoquímico, al igual que las sepiolitas, las atapulgitas pueden absorber moléculas
catiónicas y neutrales. Si aplicamos calor a las atapulgitas progresivamente van perdiendo el
agua que tienen en sus canales, y a partir de 400 ºC su estructura comienza a cambiar de
forma visible, pues las fibras se van contrayendo y el mineral va perdiendo progresivamente
sus propiedades. A los 800 ºC la estructura se colapsa.
A continuación se incluye una tabla con varios compuestos que la atapulgita es capaz de
adsorber y en qué magnitud (medido en gramos de adsorbato por gramo de adsorbente):
Tabla 3. Conocidos adsorbatos de atapulgita.
Sustancia Cantidad
Water 96.6
Methanol 59.1
Methyl isobutyl ketone
53.1
Mineral Spirits 61.5
Paraffin oil 61.7
Oil SAE‐10 64.1
Oil SAE‐90 45.7
Gasoline 96O 53.6
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35
Fuente:
http://www.bdigital.unal.edu.co/1212/1/REMOCI%C3%93N_DE_COLOR_DE_LOS_LIXIVIADOS_
DEL_RELLENO_SANITARIO_LA.pdf Última visita: 10/10/2011, 19:22.
5.1.1 Panoramanacional
5.1.1.1 ProducciónmineradearcillasespecialesLa producción global de arcillas especiales durante 2008 ha aumentado, con incremento en la
producción en las otras arcillas respecto al año anterior, sin embargo la producción global
sigue siendo inferior a la registrada en los años 2004, 2005 y 2006. La evolución reciente de la
producción, según tipos de arcilla y su distribución provincial, ha sido la siguiente:
Tabla 4. Producción nacional de arcillas especiales
Provincia 2004 2005 2006 2007p 2008p
Atapulgita
Segovia 17.850 18.100 18.708 22.316 21.980
Cáceres 2.848 1.865 2.225 2.299 2.368
Soria _ _ _ _ 3.000
Total: 20.796 20.565 20.933 24.615 27.348
Sepiolita
Madrid 693.395 609.134 594.452 589.215* 475.159*
Zaragoza 72.467 100.139 116.213 128.513 131.478
Toledo 85.785 98.549 95.680 * *
Segovia 17.948 18.700 _ _ _
Total: 851.647 807.820 806.345 717.728 737.659
Fuentes: Estadística Minera de España (*) Producción vendible conjunta de Madrid y Toledo
El principal productor nacional de este tipo de arcillas es el Grupo TOLSA, que además es un
referente a nivel mundial, con explotaciones en España, Reino Unido, Marruecos, y Senegal
donde las materias primas se tratan en ciclos completos, desde la trituración del mineral hasta
la expedición de producto terminado al cliente. Las unidades de producción secundaria –en el
Reino Unido, Francia, Bélgica y Holanda – parten de productos semielaborados para completar
su ciclo de transformación y facilitar su posterior distribución.
Tabla 5. Cifras generales del Grupo TOLSA.
Yacimientos en explotación: 9
Explotación anual: 1,2 millones de t.
Movimiento anual de tierras: 7,5 millones de m3.
Capacidad productiva anual: Más de un millón de t.
Número de empleados: Superior a 800
Fuente: www.tolsa.com
36
Sepiolita: la sepiolita es extraída y procesada principalmente por TOLSA, que con explotaciones
en Madrid (Grupo Minero Victoria) y Toledo (Grupo Minero Santa Catalina), provincias en las
que posee un amplio dominio minero, tiene una producción estimada en 360 kt/a, con una
capacidad total de tratamiento de 600 kt/a..
SEPIOLSA, filial de MINERSA (www.minersa.es), trabaja el Grupo Minero Belén, en Paracuellos
del Jarama y Barajas (Madrid), con producciones en torno a las 130 kt/año.
Bentonitas Especiales, SA (BENESA) (http://www.benesa.com/) explota el Grupo minero
Marisa VI en Torrejón de Velasco (Madrid), con una producción en torno a 90 kt/a. MYTA
(Grupo SAMCA) explota la corta Isabel, en Orera (Zaragoza), con producciones anuales en
torno a las 130 kt. La empresa cuenta con planta de tratamiento anexa.
Atapulgita: en 2008, ha empezado a producir una explotación en Soria, El Navajo. Las dos que
venían suministrando la producción nacional de attapulgita son las explotaciones de MYTA y
MITOSA. La SA de Minería y Tecnología de Arcillas (MYTA), perteneciente al grupo SAMCA,
beneficia la corta Río Riaza, en Bercimuel (Segovia), con una producción en torno a las 20 kt/a.
La empresa cuenta con una planta de tratamiento en Maderuelo (Segovia), con una capacidad
de 40 kt/año. En Torrejón el Rubio (Cáceres), MITOSA filial del Grupo TOLSA cuenta con una
explotación que mantiene una pequeña producción, obteniendo en torno a 2‐3 kt/año.
5.1.1.2 ReservasyrecursosnacionalesNo se ha efectuado hasta la fecha la evaluación a nivel nacional de las reservas y recursos de
estos materiales. En base a estudios parciales puede hablarse de unas reservas superiores a los
30 Mt para la attapulgita (4,5 Mt reservas seguras), y más de 67 Mt respecto a la sepiolita, de
los cuales 52 Mt se encuentran en la provincia de Madrid.
Las reservas seguras declaradas por las empresas productoras de bentonita están próximas a
los 15 Mt y las probables otros 3 Mt, en su mayor parte en Almería.
5.1.1.3 ComercioExteriorEn 2008, las importaciones de sepiolita supusieron tan sólo 481,4 t, por valor de 261,8 k€ (las
de attapulgita venían significando algunos centenares de toneladas). Las exportaciones, por su
parte, también decrecieron en tonelaje, pero su valor aumentó. La sepiolita se vendió a 141,73
€/t y se compró a 543,83 €/t. Esto indica que los productos de precio superior deben ser
aparentemente de elevada especialización, de ahí su alto precio.
Tabla 6. Importaciones de arcillas especiales (en toneladas y k€)
Importaciones
2006 2007 2008 (p)
Minerales Cantidad Valor Cantidad Valor Cantidad Valor
Tierras dec. y batán
164,5 87,2 sd sd sd sd
Sepiolita 1.396 252,6 390,5 253,5 481,4 261,8
Total 1.560,50 339,80 390,50 253,50 481,40 261,80
37
Tabla 7. Exportaciones de arcillas especiales (en toneladas y k€)
Exportaciones
2006 2007 2008 (p)
Minerales Cantidad Valor Cantidad Valor Cantidad Valor
Tierras dec. y batán
7.870,50 1.857,20 sd sd sd sd
Sepiolita 465.623 62.666,70 481.589,30 63.074,30 465.188,10 65.930
Total 473.493,50 64.523,90 481.589,30 63.074,30 465.188,10 65.930,00
Fuente: Estadística del Comercio Exterior de España, Agencia Tributaria, Departamento de Aduanas e Impuestos Especiales
p= provisional
5.1.2 Panoramamundial
5.1.2.1 ProducciónmineradearcillasespecialesAparte de España, sólo tres países informan de la producción de attapulgita (Australia,
Senegal, Sudáfrica) y uno de la de sepiolita (Turquía). Sin embargo, se sabe que Japón,
Alemania y Estados Unidos producen alguna cantidad de la primera, y la compañía
norteamericana Floridin de la segunda.
En cuanto a las denominadas “fuller’s earth” o tierras de batán, también hay alguna diferencia
dependiendo de la fuente consultada. El Minerals Yearbook (USGS), publica cifras ligeramente
inferiores a las del BGS.
5.1.3 UsosindustrialesdelasarcillasespecialesEl mercado de estos productos es muy amplio, compitiendo entre sí en algunas aplicaciones y
con otras más específicas. La aplicación más habitual de la sepiolita han sido las camas para
gatos, pero en los últimos años ha pasado a utilizarse también en aplicaciones de mucho
mayor valor añadido, soporte para catalizadores, agentes decolorantes, refinamiento de
aceites, eliminación de olores, soporte para insecticidas y por supuesto tratamiento de aguas
residuales.
Otra aplicación importante que se le ha encontrado recientemente a la sepiolita es como
aditivo en alimentación animal para controlar las micotoxinas existentes en los piensos para
alimentación animal, precisamente por adsorción de las mismas.
A modo de resumen, en grandes cantidades estas arcillas tienen las siguientes aplicaciones:
Aglomerante para arenas de fundición.
Pelletizado‐mineral de hierro y alimentación animal.
Filtración, clarificado y decoloración.
Ingeniería civil.
Impermeabilización.
Soporte y pesticidas.
Absorbentes.
38
En pequeñas cantidades, estas arcillas tienen aún más aplicaciones:
Medicina, farmacia y cosmética.
Pinturas.
Construcción (ladrillos y tejas)
Almacenamiento de residuos radioactivos.
Esmaltes.
Cerámica y loza.
Lubricantes.
Fertilizantes.
Detergentes.
Morteros.
Catalizadores.
Papel.
Recubrimientos de semillas.
Adhesivos.
Purificación de agua.
5.2 AzuldemetilenoTambién conocido por su nombre químico (Cloruro de Metiltionina), es una sustancia en forma
de cristales o polvo cristalino que presenta un color verde oscuro, con brillo bronceado. Es
inodoro y estable al aire.
Se eligió para el proyecto por ser fácilmente medible y accesible, además de poco tóxico.
Como inconvenientes más importantes, destacar que es extremadamente sucio y difícil de
limpiar, además de ligeramente irritante en caso de entrar en contacto con los ojos y las vías
respiratorias. A continuación se adjuntan algunos datos relevantes:
Características químicas:
Formula Molecular: C16 H18 Cl N3 S.
Masa Molecular: 319,85 g/mol
Características físicas:
Grado de Pureza: 99.5%
Aspecto físico: Líquido
Color: azul‐verdoso (puro), azul intenso (en solución).
Olor: Inodoro
Punto de fusión: 100 ‐ 110° C
Punto de ebullición: Se descompone
Solubilidad: Soluble en el agua y en cloroformo; también es moderadamente soluble en
alcohol.
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47
En la imagen se aprecia la graduación del bidón. El cero se averiguó echando en él una cierta
cantidad de agua y viendo el instante en que dejaba de caer la misma por el tubo de
alimentación de la columna, y a partir de ahí se hizo la graduación, hecha artesanalmente a
base de verter litros de fluido uno a uno en el mismo. Otra cuestión que no estuvo exenta de
problemas fue el propio tubo de alimentación, pues los grifos de los bidones no están ni
mucho menos diseñados para acoplar tubos a ellos (tienen forma troncocónica), así que hubo
que trabajar a fondo para solventar el problema. En uno de los tubos, bastó con deformar la
boca por calor hasta encajarla en el grifo, pegarla a la boca del mismo con pegamento de PVC y
colocarle una abrazadera metálica para fijarlo, pero en el otro (el que se aprecia en la imagen),
hubo que acoplar una sección de tubo de mayor grosor que encajara en la parte cilíndrica del
grifo, sujetarla con la correspondiente abrazadera metálica a ella y pegarla al tubo de
alimentación con silicona. Este paso, a priori tan sencillo, fue de los que más problemas dieron
en todo el montaje.
El sellado y pegado de los distintos componentes de la columna se realizó primeramente con
pegamento de PVC, pero éste se reveló completamente inútil al sufrir las columnas serios
problemas de fugas y falta de estanqueidad. Posteriormente se probó con silicona, con el
mismo resultado, y finalmente se empleó soldadura fría, que resulto ideal. La soldadura fría es
una masilla bicomponente de gran dureza e impermeabilidad al agua, que por el contrario
peca de una resistencia mecánica muy escasa, lo cual en vez de ser un inconveniente resultó
muy útil, pues a la hora de cambiar los filtros, éstos pueden ser removidos fácilmente
practicando unos suaves golpes con un martillo y un cortafrío. Como inconveniente más
destacable, mencionar que ralentizó considerablemente los ensayos al requerir un día entero
para su secado y ser necesario sustituir los filtros tras cada ensayo, lo cual causó que sólo
pudiéramos usar una columna mientras las juntas de los filtros de la otra sellaban.
48
6 TÉCNICASEMPLEADAS
6.1 EspectofotometríaPara averiguar la concentración de las muestras tomadas se empleó la Espectrofotometría,
que es una de las técnicas experimentales más utilizadas para la detección específica de
moléculas. Se caracteriza por su precisión, sensibilidad y su aplicabilidad a moléculas de
distinta naturaleza (contaminantes, biomoléculas, etc) y estado de agregación (sólido, líquido,
gas). Los fundamentos físico‐químicos de la Espectrofotometría son relativamente sencillos.
Las moléculas pueden absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía interna.
Esto permite que se inicien ciclos vitales de muchos organismos, entre ellos el de la
fotosíntesis en plantas y bacterias. La Mecánica Cuántica nos dice que la luz está compuesta de
fotones cada uno de los cuáles tiene una energía:
Efotón = h= hc/ 16)
Donde c es la velocidad de la luz, ν es su frecuencia, λ su longitud de onda y
h= 6.6 10‐34 J*s es la constante de Planck. Cuando decimos que una sustancia química absorbe
luz de longitud de onda λ, esto significa que las moléculas de esa sustancia absorben fotones
de esa longitud de onda.
En esta práctica estudiaremos la absorción de luz en el ultravioleta cercano (λ≈325‐420 nm) y
en el visible (λ≈420‐900 nm). Cuando una molécula absorbe un fotón en este intervalo
espectral, se excita pasando un electrón de un orbital del estado fundamental a un orbital
excitado de energía superior. De esta manera la molécula almacena la energía del fotón:
A + hA* (17)
E(A*) = E(A) + Efotón (18)
Como la energía se conserva, la diferencia de energía entre el estado fundamental de la
molécula (A) y su estado excitado (A*) debe ser exactamente igual a la energía del fotón. Es
decir, una molécula sólo puede absorber fotones cuya energía hsea igual a la energía de un estado molecular excitado. Cada molécula tiene una serie de estados excitados discretos (o
bandas) que dependen de su estructura electrónica y que la distinguen del resto de moléculas.
Como consecuencia, el espectro de absorción, es decir, la luz absorbida en función de la
longitud de onda, constituye una verdadera seña de identidad de cada sustancia o molécula.
Los espectros de absorción se miden mediante un instrumento denominado espectrómetro,
instrumento que consta de una fuente de luz “blanca” caracterizada por un espectro de
emisión continuo en un intervalo amplio de longitudes de onda y de un monocromador que
actúa como filtro óptico transmitiendo un haz de luz de longitud de onda fija λ e intensidad Io.
Este haz de luz penetra en la cubeta de análisis donde se encuentra la muestra. Un detector
sensible a la luz mide la intensidad del haz a la salida If.
49
La intensidad del haz de luz se va atenuando a medida que atraviesa la cubeta debido a la
absorción de las moléculas de la muestra. El ritmo de absorción depende de la intensidad
inicial de luz y de la concentración de moléculas. De esta manera, cuando un haz de luz de
intensidad I recorre una distancia dL en una muestra con una concentración de moléculas [B],
se produce una atenuación de intensidad dI dada por:
dI k BI dL
La constante k se denomina coeficiente de absortividad molar. La expresión anterior se puede
integrar de la siguiente forma:
L
fI
I
LBkI
IdLBk
I
dIdLBk
I
dI
0 0
··ln]·[]··[0
,
lo cual da lugar a la ley de Beer‐Lambert para la absorción que relaciona la intensidad a la
salida e la muestra If, con la intensidad inicial I0, la concentración de moléculas y la distancia
recorrida por la luz en la muestra, L:
LBkf eII ··
0 ·
El espectrofotómetro, en lugar de la intensidad, mide la absorbancia A que se define por:
LBkI
IA
f
··ln 0
La utilización de la absorbancia al realizar los espectros tiene la ventaja de ser directamente
proporcional a la concentración de moléculas en la muestra.
6.2 AdsorciónEl proceso de adsorción consiste en separar un componente de una disolución ligándolo de
forma física o química a una superficie sólida. El componente a separar se denomina adsorbato
y el sólido al que queda ligado éste se denomina adsorbente. El adsorbente debería ligarse, en
la medida de lo posible, sólo a un adsorbato, y no los demás componentes de la mezcla. Los
requisitos básicos que debe cumplir un buen adsorbente es tener una alta superficie específica
(gran porosidad) y una buena capacidad de regeneración (facilidad de desorción, que es el
proceso contrario a la adsorción). Suele utilizarse muy frecuentemente el carbón activo, pero
también la sepiolita, que es muy usada en las camas para gatos porque permiten filtrar la orina
de éstos y eliminar con ello sus olores.
El fenómeno de la adsorción sigue la ecuación de Freundlich:
∗
Dónde:
X = pero material adsorbido
M = peso material adsorbente
50
C = concentración en equilibrio con el material adsorbido
K y n = constantes experimentales para diferentes temperaturas.
Como propiedades más importantes de los adsorbentes cabe destacar la Capacidad, que es la
cantidad de adsorbato en moles/g que puede ser retenida por una determinada masa de
adsorbente (gr).
Si un fluido con una concentración de adsorbato a eliminar pasa a través de un lecho fijo de
material adsorbente, el proceso de adsorción se produce inicialmente en la parte inferior del
lecho. Según transcurre el tiempo, va disminuyendo la capacidad de adsorción en la zona
inferior del lecho al colmatarse los poros, de modo que el adsorbato se va fijando
progresivamente en la zona superior del lecho hasta que la totalidad de los poros del lecho se
ha colmatado y se hace necesario regenerar o sustituir el adsorbente. Hablando más en detalle
del proceso de adsorción, éste se realiza de la siguiente manera:
Macrotransporte: movimiento del adsorbato a través de los macroporos del
adsorbente (Macroporos: D>50nm).
Microtransporte: movimiento del adsorbato a través de los macroporos del
adsorbente (Microporos: D<2nm).
Adsorción: Adhesión física del adsorbato en la superficie del adsorbente,
concretamente en los mesoporos (2nm<D<50nm) y los microporos.
También debe considerarse la forma de los poros. Dubinin y colaboradores sugirieron que los
microporos fuesen subdivididos en dos grupos: los ultramicroporos (D>0,7nm) y los
supermicroporos (0,7nm<D<2nm). Los sólidos ultramicroporosos presentan propiedades de
tamiz molecular, mientras los supermicroporosos tienen altos valores de superficie interna y
volumen de poros, de forma que son accesibles a un alto número de adsorbatos. Esta
subdivisión ha recomendado la creación de una nueva clasificación de los poros más precisa,
recomendando también el uso del término “volumen de poros efectivo”.
El nivel de actividad de la adsorción depende de la concentración, temperatura y polaridad del
adsorbato. Cada adsorbente muestra su comportamiento a través de una isoterma de
adsorción. Los factores que intervienen en los procesos de adsorción de compuestos presentes
en el agua son los siguientes:
El tipo de compuesto que se desee eliminar. Los compuestos de elevado peso
molecular y baja solubilidad se adsorben con mayor facilidad.
La concentración del compuesto a eliminar: a mayor concentración, mayor cantidad de
adsorbente se necesitará.
Presencia de otros compuestos orgánicos que competirán con el compuesto a eliminar
por ocupar los poros del adsorbente.
El pH del agua. Los compuestos ácidos se adsorben más fácilmente a niveles bajos de
pH.
La composición química del compuesto a eliminar.
Las condiciones superficiales del adsorbente, área expuesta y características
geométricas y físicas.
51
La temperatura del adsorbato.
6.2.1 TécnicasexperimentalesdeadsorciónEn la actualidad existen diferentes sistemas automáticos comerciales que permiten obtener las
isotermas de adsorción de diferentes materiales. Pese a que la reproducibilidad de estos
equipos ha sido cuestionada, permiten el estudio de isotermas de adsorción a muy bajo nivel
de recubrimiento o llenado de microporos, es decir, a bajos niveles de presiones relativas.
Otras técnicas experimentales empleadas son los ciclos de histéresis, a los cuales están
asociados los procesos de condensación capilar en mesoporos, la adsorción de vapor de agua o
la adsorción de líquidos. Recientemente se han realizado grandes progresos para correlacionar
la forma del ciclo de histéresis y la naturaleza de la estructura porosa, pero aún quedan
muchas lagunas acerca del conocimiento de los mecanismos de llenado y vaciado de los
mesoporos. Otra cuestión sin resolver es qué rama de la isoterma se ha de emplear para
estudiar estos sólidos mesoporosos.
6.2.1.1 PorosimetríademercurioLa porosimetría de mercurio es una técnica muy utilizada en la caracterización de un amplio
rango de materiales porosos. El método se basa en que el mercurio no moja la superficie del
sólido. El volumen de mercurio que penetra en el sólido poroso se relaciona con la presión
aplicada, que a su vez es proporcional al tamaño del poro.
Esta técnica se utiliza con frecuencia, pero debe tenerse en cuenta que la interpretación de los
datos de intrusión‐extrusión del mercurio es aún difícil de entender. En primer lugar, los
valores de tensión superficial del mercurio y el ángulo de contacto, son todavía inciertos. Otros
problemas son la deformación reversible o irreversible de la estructura porosa, lo cual ocurre
con algunos sistemas aglomerados o corpusculares.
6.2.1.2 MicroscopíaLas técnicas de microscopía juegan un gran papel en la caracterización de muchos materiales
porosos, pues proporcionan información sobre la forma de los poros y la uniformidad de su
textura.
La Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), aunque de difícil aplicación, se ha empleado
para estudiar la forma de los microporos y los mesoporos. La Microscopía Electrónica de
Barrido (SEM) es menos empleada y permite obtener información de la morfología de las
partículas o cristales.
6.2.1.3 TécnicasdebajoánguloTanto la dispersión de rayos X de bajo ángulo (SAXA)
Como la dispersión de bajo ángulo (SANS) permiten estudiar los mecanismos de llenado de los
poros o el desarrollo de la posibilidad en una serie de muestras.
6.2.1.4 TécnicasespectroscópicasyotrasTanto la espectroscopía infrarroja (FTIR) y la fotoelectrónica de rayos X (XPS) como la
resonancia magnética nuclear permiten estudiar la estructura porosa y las propiedades de las
especies absorbidas y/o ocluidas en los poros. La espectroscopia infrarroja y la fotoelectrónica
de ra
magn
poros
6.3 En la
cond
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Cuando no se conoce el soluto que se va a retener, la capacidad de los adsorbentes se
determina midiendo el área superficial (m2/g), volumen de poros (m3/g), distribución de
tamaño de poros, índice de iodo, etc.
Cinética: Al tener los adsorbentes una superficie de adsorción elevada (hasta 3000
m2/g llegan a tener algunos carbones activos), el proceso se desarrolla principalmente
dentro de los poros del adsorbente. Por ello, la resistencia a la transferencia de
materia intrapartícula es la etapa que determina la cinética de la adsorción. Esta
característica depende fundamentalmente del adsorbente y del soluto y su
concentración en la fase fluida. La cinética de la adsorción tiene una gran importancia
práctica ya que está relacionada con la vida útil de los lechos adsorbentes. En la Figura
2 se muestran las curvas de rotura de un lecho con propiedades cinéticas malas (curva
1) y buenas (curva 2) (Do, 1998).
Regenerabilidad: es la capacidad que posee un adsorbente para recuperar sus
propiedades después de haberse saturado en una etapa de adsorción, Esta
característica es esencial para el diseño y operación de instalaciones. Para que sea
posible, los compuestos deben estar débilmente retenidos, esto es, fisisorbidos más
que quimisorbidos. En la mayoría de los casos, el adsorbente pierde capacidad
gradualmente (debido a envejecimiento, ensuciamiento o envenenamiento) por lo que
después de varios cientos de ciclos adsorción‐regeneración debe ser sustituido por una
nueva carga (Noll y col., 1992).
La regeneración puede hacerse por vía térmica (calentamiento hasta 800º C en atmósfera
controlada, para evitar la combustión del carbón), con agua caliente o vapor de agua
(regeneración in situ) o con un reactivo químico (disoluciones acuosas de ácido o álcali a
temperatura moderadamente elevada). Otros procedimientos de regeneración que son tema
actual de investigación son la extracción con fluidos supercríticos y la regeneración biológica.
6.4 AdsorbentesLos adsorbentes empleados en la depuración de aguas pueden clasificarse en: arcillas
naturales, adsorbentes poliméricos y carbones activos (Dabrowski, 1999). Las arcillas naturales
(como vermiculitas, zeolitas, etc) son adsorbentes muy económicos pero de poco interés
debido a su pequeña superficie de adsorción (50 a 200 m2/g) (Suzuki y Okada, 1997).
Los adsorbentes poliméricos son materiales sintéticos obtenidos por copolimerización de
poliestireno y divinilbenceno. Presentan una gran superficie de adsorción (entre 400 y 800
m2/g) y un diámetro de poro entre 0,3 y 200 nm. Se fabrican con forma esférica y diámetro de
partícula entre 0,3 y 1 mm. Tienen muy buenas propiedades adsorbentes pero el elevado coste
(diez veces superior al carbón activo) hace que su empleo este restringido a casos donde se
54
requiera alta eficacia de depuración. En la Tabla 1 se indican algunos productos comerciales
(Navarro Mijangos, 1995).
Tabla 8. Adsorbentes poliméricos comerciales
Adsorbente Matriz Volumen de poro (ml/g) Área específica (m2/g)
Amberlite XAO‐4 Poliestireno 0,98 725
Amberlite XAO‐7 Poliestireno 1,14 450
Amberlite XAO‐16 Poliestireno 1,82 800
Diaion HP 2 MC Poliacrílico 1,2 500
Oiaion HP 20 Poliestireno 1,3 500
El carbón activo es el adsorbente más empleado para la depuración de aguas tanto a nivel de
laboratorio como industrial. La materia prima que se utiliza para su obtención puede ser muy
diversa: coque, madera, carbón mineral, turba, residuos agrícolas (cascara de coco, almendra,
etc). La presentación comercial de mayor interés es en forma de gránulos, con unas
características fisico‐químicas que se resumen en la Tabla 2 (Clark y Lykins, 1991):
Tabla 9. Características físico‐químicas de algunos carbones activos.
materia prima
Turba Carbón mineral Madera Coque
Tamaño de partícula, (mm)
0,8 0,55 1,7 0,4
Densidad aparente, (g/ml.)
0,35 0,52 0,69 0,58
Superficie específica, (m2/g)
650‐1200
800‐1200 1000‐1100 1100‐1300
Cenizas, (%) 4‐6 8 12 0,2
6.5 PresiónLa presión es la fuerza compresiva normal por unidad de área que actúa sobre una superficie
real o imaginaria de un fluido.
Considérese un área de superficie pequeña ∆A en un fluido. Una fuerza ∆Fn actúa sobre la
superficie. Aunque puedan estar presentes también fuerzas tangenciales, éstas no se
consideran relevantes para la presión. Matemáticamente, la presión se define como:
P=lim (∆A‐>∂A) de ∆Fn/∆A
La presión puede variar de un punto a otro en un fluido. Microscópicamente, la presión
representa la cantidad de movimiento molecular y fuerzas intermoleculares en el fluido. La
presión es positiva para la compresión, se representa en unidades de fuerza por unidad de
área y se mide con respecto a uno de los dos posibles niveles de referencia. Si se mide en
relación a la presión atmosférica local se denomina presión manométrica (que será la
55
estudiada en el presente proyecto), mientras que si se mide en relación a la presión cero se
denomina presión absoluta. Ambas se relacionan de la siguiente manera:
Presión absoluta = Presión manométrica + Presión alrededor del manómetro.
Las presiones menores que la presión atmosférica local a menudo son referidas como
presiones de vacío y se calculan de la siguiente manera:
Presión de vacío = Presión atmosférica – Presión absoluta = ‐presión manométrica.
El empleo de los subíndices “g” y “a” junto a las unidades de la presión nos indican si la presión
es manométrica o absoluta. Igualmente pueden emplearse los subíndices “abs” y “man”.
Para convertir una presión manométrica en absoluta, debemos conocer la presión
manométrica en el momento y lugar de la medición, y en caso de no disponerse de dicho valor
se emplea un valor estándar de 101330 Pa para la presión atmosférica. Al medirse la presión
atmosférica con un barómetro, frecuentemente es referida como Presión barométrica.
En muchas situaciones (como la que nos ocupa), nos interesan más las diferencias de presiones
que los niveles de presión, por lo que siempre que se tenga el mismo nivel de referencia, las
diferencias son las mismas independientemente de que se trate de presiones manométricas o
absolutas.
La forma más sencilla de hallar la presión manométrica es la siguiente:
Pman = ρ*g*h
Siendo:
ρ: densidad del fluido.
g: aceleración de la gravedad (9,8 m/s2)
h: altura que alcanza el fluido.
6.5.1 LeydeDarcyEl principio básico que rige el movimiento de agua en el seno de un medio poroso es la ley de
Darcy, que establece que el flujo a través del mismo es proporcional a la pérdida de carga, a la
sección considerada y la conductividad hidráulica, según la ecuación:
Q = k*S*Δh/L
Donde:
Q = caudal de agua (m3/s)
S = sección de flujo (m2)
k = coeficiente de permeabilidad (m/s)
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58
7.3 IsotermasdeadsorciónEl procedimiento fue el siguiente:
Secado en horno a 105 oC de 5 gr. de cada arcilla con el fin de evaporar la humedad.
Enfriamiento en desecador. Véase la Tabla 17. Peso húmedo, en seco y porcentaje de
humedad de las arcillas (pág. 74)
Introducción de distintos volúmenes (de menor a mayor) de agua con colorante a
concentración uniforme 10‐3 mol/l en un vaso de precipitados junto con 1 gr. de arcilla.
Agitación de la mezcla durante diez minutos.
Extracción del líquido existente en el vaso.
Centrifugado del líquido.
Medida de la absorbancia del líquido centrifugado y con ello de su concentración.
Repetición de proceso hasta saturación de las arcillas.
Capacidad: Es la cantidad de adsorbato (moles, gramos) que puede retenerse por el
adsorbente (gramos). Esta propiedad, que es tal vez la más importante, depende
principalmente de la concentración del soluto en la fase fluida, de la temperatura, del pH y,
sobre todo, del soluto a retener y del tipo de adsorbente (Cooney, 1999).
En la práctica, los datos de la capacidad de adsorción se presentan gráficamente en
condiciones fijas de temperatura y pH. Por ello se conocen con el nombre de isotermas de
adsorción.
∙ (19)
Dónde:
q = capacidad, (mol/gr)
Co = Concentración inicial, (mol/l)
Cf = Concentración final o de equilibrio, (mol/l)
Vol = Volumen, (l)
Wseco = Peso en seco, (gr)
Véase Tablas de las isotermas de adsorción (pág. 74)
Si comparamos Cf frente a Co*Vol., observamos como la concentración de equilibrio aumenta
hasta el punto de saturación, a partir del cual las arcillas no son capaces de adsorber más AM.
7.3.1En 19
interp
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62
Las isotermas deben ser capaces de tomar en cuenta adecuadamente las dos características
principales de la quimisorción: la formación de una monocapa y la heterogeneidad de la
superficie. Ningún modelo es enteramente satisfactorio, aunque hay alguno que en
determinados casos, resulta aceptable. Aquí estudiaremos únicamente el de Langmuir y el de
Freundlich, que son los de mayor aplicación.
En quimisorción el adsorbato sufre una verdadera reacción química con el adsorbente. Según
la naturaleza del sistema, el tipo de reacción y los enlaces que se forman serán diferentes,
pero, en todo caso, la posibilidad de que aquélla ocurra depende de varios factores. Uno es el
llamado estérico, ya que es preciso que la molécula de adsorbato y la superficie puedan
colocarse de forma adecuada para que la distancia y ángulos sean los adecuados al enlace.
Otro es el llamado electrónico, es decir, la existencia de los electrones desapareados para el
enlace.
7.4 EnsayosencolumnasdeadsorciónLos ensayos correspondientes al presente proyecto se han realizado según el siguiente
procedimiento:
Carga de la columna con material filtrante.
Llenado de la misma con agua sin contaminar.
Apertura de llave de paso de la columna para permitir la circulación de agua sin
contaminar y así medir caudal hasta que éste se estabilice.
Sin interrumpir el paso de fluido, comenzar a introducir el fluido contaminado,
llenando el bidón tantas veces como sea necesario hasta que la columna se sature,
todo ello sin que se interrumpa el flujo por la columna.
Toma de muestras: según se va desarrollando el ensayo, se toman muestras de las tres
tomas útiles y la salida, aprovechando igualmente para medir caudal y presiones y
anotar el volumen de fluido vaciado hasta el momento.
Analizar todas las muestras tomadas con un espectrofotómetro de masas para
averiguar la concentración de contaminante existente, y con ello, realizar las
pertinentes gráficas Cf vs. Co y así observar la capacidad de filtrado de la columna.
Estos gráficos se harán para las muestras tomadas a distintas alturas de la columna,
para así estudiar la evolución de la saturación del material de filtrado de la columna.
Este procedimiento se repitió hasta que se observó la saturación del lecho filtrante, lo cual se
aprecia cuando las muestras toman la coloración azulada inherente al azul de metileno. La
saturación gradual del lecho filtrante puede observarse mediante los tubos Pitot, pues en
cuanto ésta alcanza cada tubo, éstos comienzan a colorearse de azul:
Tras
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64
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ese la
trante
r muy
arcilla
mente.
65
3. El propio proceso de adsorción se vuelve más lento cuanto más volumen ha circulado
por la columna.
Y en consecuencia, por motivos de tiempo no se pudo llegar a la saturación absoluta del
material. En cambio, sí se consiguió llegar al punto en que la salida de la columna comienza a
saturarse visiblemente, y con ello se averiguó hasta cuándo puede proporcionar el lecho
filtrante un fluido filtrado de buena calidad.
7.4.1 ResultadosLas ilustraciones que se muestran a continuación representan la capacidad q frente a
concentración inicial por volumen.
Los filtros (toma de muestras) se sitúan en las columnas de tal modo que representan un tercio
del volumen de la columna. Es evidente que la toma de muestra más alta (Filtro 3) es la
primera en saturar. Puesto que no conocemos realmente el progreso de la saturación, el
desagüe de la columna, que denominamos filtro 0, muestra sin lugar a dudas el momento en el
cual comienza la saturación de toda la columna.
En algunos casos comprobamos que el Filtro 0 saturaba antes que el Filtro 1, del cual podemos
deducir dos casos: bien se forman caminos preferenciales en el interior que impiden extraer
una muestra representativa; o bien el progreso de saturación tiene forma de cono, saturando
la parte interior antes que las zonas próximas a las paredes.
En cualquier caso, la situación de los filtros en las paredes de columna no es la más indicada,
sin embargo, resulta extremadamente complicada cualquier otra ubicación.
7.4.1.1 ATA15/30Tabla 12. Resumen ensayo ATA 15/30
Ensayo ATA 15/30
Volumen ATA: 8,5 litros
Concentración: 1,00E‐02 mol/litro
Volumen agua: 150 litros
Duración: 14 h
Por la salida de la columna empezó a caer agua coloreada transcurridas siete horas y un
volumen vaciado de 78 litros. Véase el anexo 10.2.1 Datos del ensayo ATA 15/30 (pág. 86) para
conocer todos los datos del ensayo.
Como puede verse en la siguiente ilustración, la salida de la columna (Filtro 0) satura mucho
antes que el Filtro 1.
Véase el anexo 10.2.2 Tablas de cálculo ATA 15/30 (pág. 89) para ver en detalle los cálculos
realizados.
7.4.1
Igual
Esto t
ensay
Véase
realiz
q
1.2 ATA20
que en el ca
tiene lugar a
yo ATA 20/50
e el anexo 1
zados.
0,00E+00
5,00E‐02
1,00E‐01
1,50E‐01
2,00E‐01
2,50E‐01
3,00E‐01
3,50E‐01
4,00E‐01
0
q
Ilus
0/50
aso anterior,
a las 5 horas
0 (pág. 91).
10.2.4 Tablas
0 0,2
Ens
Vo
Co
Vo
Du
stración 41. En
Tabla 13. Re
aparece agu
de ensayo y
s de cálculo
0,4 0,6
A
sayo ATA 20
lumen ATA:
ncentración
lumen agua:
ración:
sayo de colum
esumen ensayo
ua coloreada
49 litros vac
ATA 20/50
6 0,8
Co*Vol
ATA 15/3
0/50
8
: 1,00E‐0
: 14
1
na con ATA 15/
o ATA 20/50
a por la salida
ciados. Véase
(pág. 95) pa
1 1,2
30
8,5 litros
02 mol/litro
48 litros
19 h
/30.
a antes que p
e el anexo 10
ara ver en de
1,4 1,
o
por el filtro 1
0.2.3 Datos d
etalle los cá
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Fil
Fil
Fil
Fil
66
1.
del
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tro 3
tro 2
tro 1
tro 0
7.4.1
A las
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Véase
q
1.3 SEP6/1
11 horas y 3
mna y 45 litro
ués de satur
e el anexo 1
0,00E+00
5,00E‐02
1,00E‐01
1,50E‐01
2,00E‐01
2,50E‐01
3,00E‐01
0
q
Ilus
/15
Ens
Vo
Co
Vo
Du
30 minutos d
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ar el filtro 1.
10.2.6 Tablas
0 0,2
stración 42. En
Tabla 14. R
sayo SEP 6/1
lumen SEP:
ncentración:
lumen agua:
ración:
e ensayo, co
en de disoluc
Véase 10.2.
s de cálculo S
0,4 0,6
A
sayo de colum
Resumen ensay
15
: 1,00E‐0
: 12
2
omienza a ap
ción. En el ca
.5 Datos del
SEP 6/15 (pá
6 0,8
Co*Vol
ATA 20/5
na con ATA 20/
yo SEP 6/15.
8 litros
02 mol/litro
25 litros
29 h
parecer color
aso de la sep
ensayo SEP 6
g. 102) para
1 1,2
50
/50.
o
rante por la s
piolita esto su
6/15 (pág. 97
ver con deta
1,4 1,
salida de la
ucede poco
7)
alle los cálcu
,6
Fil
Fil
Fil
Fil
67
los.
tro 3
tro 2
tro 1
tro 0
7.4.1
La sat
Véase
Véase
del e
q
1.4 SEP15/
turación de
e 10.2.7 Dato
e el anexo 10
nsayo.
0,00E+00
5,00E‐02
1,00E‐01
1,50E‐01
2,00E‐01
2,50E‐01
0
q
Ilu
5/30
Ens
Vo
Co
Vo
Du
la columna c
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0.2.8 Tablas
0 0,2
ustración 43. En
Tabla 15. R
sayo SEP 15/
lumen SEP:
ncentración
lumen agua:
ración:
comienza a la
o SEP 15/30
de cálculo S
0,4
S
nsayo de colum
Resumen ensay
/30
: 1,00E‐0
: 20
4
as 23 horas y
(pág. 104) p
EP 15/30 (pá
0,6 0,8
Co*Vol
SEP 6/1
mna con SEP 6/
yo SEP 15/30
9 litros
02 mol/litro
08 litros
42 h
y un volumen
para ver en d
ág. 109) para
1
15
/15
o
n descargado
etalle el ens
a ver en deta
1,2 1,
o de 153 litro
sayo.
alle los cálcul
,4
Fil
Fil
Fil
Fil
68
os.
los
tro 3
tro 2
tro 1
tro 0
7.4.1Este
consu
7.5 Para
medi
cada
Darcy
gráfic
consi
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la Sep
impe
la pen
de un
q
1.5 SEP30/ensayo no
ultarse en el
Estudioanalizar la
das de presi
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onsiderado l
as apreciaría
piolita 30/60
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0,00E+00
5,00E‐02
1,00E‐01
1,50E‐01
2,00E‐01
2,50E‐01
3,00E‐01
3,50E‐01
4,00E‐01
4,50E‐01
5,00E‐01
0
q
Ilu
0/60pudo ser re
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nsayo de colum
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1 1
Co*Vol
SEP 15/3
mna con SEP 15/
caída de p
agua por e
alcanzada p
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el tiempo d
y final de co
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,5 2
30
/30
resión. La e
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de ensayo. F
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2 2,
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Fil
Fil
Fil
69
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demos
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medias
nes en
o que
ión de
tencia
tro 3
tro 2
tro 1
tro 0
70
Ilustración 45. Estudio de presiones del ensayo ATA 15/30
Ilustración 46. Estudio de presiones del ensayo ATA 20/50
y = ‐1E‐06x + 0,335
0,00E+00
5,00E‐02
1,00E‐01
1,50E‐01
2,00E‐01
2,50E‐01
3,00E‐01
3,50E‐01
4,00E‐01
4,50E‐01
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Permeabilidad vs. Tiempo ATA 15/30
y = ‐1E‐06x + 0,1899
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000
Permeablidad vs. Tiempo ATA 20/50
71
Ilustración 47. Estudio de presiones del ensayo SEP 15/30
Ilustración 48. Estudio de presiones del ensayo SEP 6/15
Como se ve en los gráficos, en granulometrías similares, la atapulgita tiene una permeabilidad
mucho mayor que la sepiolita (unas diez veces más), mientras que a igualdad de arcilla, las
granulometrías más finas tienen menor permeabilidad que las granulometrías gruesas.
Igualmente, puede apreciarse que la sepiolita se degrada mucho más que la atapulgita (la
pendiente es mayor).
y = ‐3E‐07x + 0,0611
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000
Permeabilidad vs. Tiempo SEP 15/30
y = ‐6E‐08x + 0,0176
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
0,014
0,016
0,018
0,02
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000
Permeabilidad vs. Tiempo SEP 6/15
72
8 TRABAJOSFUTUROS
El equipo construido en el presente proyecto presentó limitaciones en lo que a
comportamiento hidrodinámico se refiere, y más concretamente a la hora de
mantener la presión constante. Para poder cumplir este objetivo, a las columnas
debería añadirse un circuito de alimentación formado por dos tanques (uno de
entrada y otro de salida), que mantengan la diferencia de alturas constante, y de ese
modo la presión permanezca igualmente constante.
Para poder encontrar la saturación total del lecho filtrante debería emplearse otro
equipo que permita caudales mayores, para así agilizar los ensayos, pues a medida que
estos avanzan, tanto la capacidad de adsorción como el caudal se ralentizan
considerablemente.
Si se quiere reducir la pérdida de presión que produce el lecho filtrante, en futuros
estudios pueden emplearse arcillas calcinadas, pero a cambio de perder capacidad de
adsorción.
73
9 CONCLUSIONES
A igualdad de granulometría, la capacidad de adsorción de la sepiolita es mayor que la
de la atapulgita.
La pérdida de presión va aumentando según avanza el ensayo, pero a igualdad de
granulometría, la atapulgita provoca una pérdida de presión menor que la sepiolita.
La sepiolita se apelmaza mucho más que la atapulgita en los procesos de adsorción, lo
cual complica sensiblemente los trabajos de descarga de las columnas.
A mayor granulometría, menor pérdida de presión, pero también menor capacidad de
adsorción.
A medida que avanza el ensayo, la velocidad del proceso de adsorción disminuye.
74
10 ANEXOS
10.1 Tablasdelosestudiosdeadsorción
Tabla 16. Recta de calibrado del azul de metileno
C Abs
5,00E‐06 0,349778
8,00E‐06 0,516617
1,00E‐05 0,695419
2,00E‐05 1,29079
3,00E‐05 1,76391
4,00E‐05 2,38221
5,00E‐05 2,76384
7,00E‐05 3,63222
1,00E‐04 4,23382
Tabla 17. Peso húmedo, en seco y porcentaje de humedad de las arcillas
W húmedo (gr) W seco (gr) % seco
Ata 15/30 5 4,93 0,986
Ata 20/50 5 4,91 0,982
Sep 6/15 5 4,63 0,926
Sep 15/30 5 4,58 0,916
Sep 30/60 5 4,55 0,91
10.1.1 TablasdelasisotermasdeadsorciónLas tablas que se muestran a continuación contienen la siguiente información:
Las dos primeras columnas muestran los resultados medidos en laboratorio, que son la
absorbancia (Abs) para cada volumen (Vol) de disolución.
La concentración final de una muestra que no fue diluida se encuentra en la columna
Cf. Para ello tenemos que recurrir a la recta de calibrado del azul de metileno, cuya
ecuación es (Véase tabla AM):
51091 0,1863
Dónde:
Y = Absorbancia
X = Concentración (mol/l)
Por tanto, si queremos extraer la concentración final a partir de una absorbancia
tenemos:
75
0,186351091
Dónde:
Cf = Concentración final o de equilibrio (mol/l)
Abs = Absorbancia
Las siguientes columnas son pasos intermedios para hallar la capacidad q.
Tabla 18. Cálculos para Isoterma de SEP 6/15
SEP 6/15 Co 1,00E‐04
Vol (ml) Abs Cf Co‐Cf (Co‐Cf)*vol q Co * vol
20 0 0 1,00E‐04 2,00E‐06 3,70E‐07 1,00E‐07
50 0 0 1,00E‐04 5,00E‐06 9,26E‐07 2,50E‐07
100 0,34428 3,09213E‐06 9,69E‐05 9,69E‐06 1,79E‐06 5,00E‐07
150 2,98501 5,47789E‐05 4,52E‐05 6,78E‐06 1,26E‐06 7,50E‐07
200 3,08856 5,68057E‐05 4,32E‐05 8,64E‐06 1,60E‐06 1,00E‐06
250 3,56831 6,61958E‐05 3,38E‐05 8,45E‐06 1,57E‐06 1,25E‐06
500 3,67866 6,83557E‐05 3,16E‐05 1,58E‐05 2,93E‐06 2,50E‐06
1000 3,77717 7,02838E‐05 2,97E‐05 2,97E‐05 5,50E‐06 5,00E‐06
1500 3,7956 7,06445E‐05 2,94E‐05 4,40E‐05 8,15E‐06 7,50E‐06
Tabla 19. Cálculos para Isoterma de SEP 15/30
SEP 15/30 Co 1,00E‐04
Vol (ml) Abs Cf Co‐Cf (Co‐Cf)*vol q Co * vol
20 0,0077 0 1,00E‐04 2,00E‐06 3,66E‐07 1,00E‐07
50 0,0098 0 1,00E‐04 5,00E‐06 9,16E‐07 2,50E‐07
100 0,0755749 0 1,00E‐04 1,00E‐05 1,83E‐06 5,00E‐07
150 1,13863 1,86399E‐05 8,14E‐05 1,22E‐05 2,24E‐06 7,50E‐07
200 2,13891 3,82183E‐05 6,18E‐05 1,24E‐05 2,26E‐06 1,00E‐06
250 2,50002 4,52863E‐05 5,47E‐05 1,37E‐05 2,51E‐06 1,25E‐06
500 3,29956 6,09356E‐05 3,91E‐05 1,95E‐05 3,58E‐06 2,50E‐06
1000 3,61547 6,71189E‐05 3,29E‐05 3,29E‐05 6,02E‐06 5,00E‐06
1500 2,88814 5,28829E‐05 4,71E‐05 7,07E‐05 1,29E‐05 7,50E‐06
Tabla 20. Cálculos para Isoterma de SEP 30/60
SEP 30/60 Co 1,00E‐04
Vol (ml) Abs Cf Co‐Cf (Co‐Cf)*vol q Co * vol
20 0 0 1,00E‐04 2,00E‐06 3,64E‐07 1,00E‐07
50 0,0052 0 1,00E‐04 5,00E‐06 9,10E‐07 2,50E‐07
100 0,0100892 0 1,00E‐04 1,00E‐05 1,82E‐06 5,00E‐07
150 0,192457 1,2051E‐07 9,99E‐05 1,50E‐05 2,73E‐06 7,50E‐07
76
200 0,992517 1,578E‐05 8,42E‐05 1,68E‐05 3,07E‐06 1,00E‐06
250 1,62439 2,81476E‐05 7,19E‐05 1,80E‐05 3,27E‐06 1,25E‐06
500 2,79111 5,09837E‐05 4,90E‐05 2,45E‐05 4,46E‐06 2,50E‐06
1000 3,40172 6,29352E‐05 3,71E‐05 3,71E‐05 6,75E‐06 5,00E‐06
1500 3,60185 6,68523E‐05 3,31E‐05 4,97E‐05 9,05E‐06 7,50E‐06
Tabla 21. Cálculos para Isoterma de ATA 15/30
ATA 15/30 Co 1,00E‐04
Vol (ml) Abs Cf Co‐Cf (Co‐Cf)*vol q Co * vol
20 0,421184 4,59737E‐06 1,00E‐04 2,00E‐06 3,94E‐07 1,00E‐07
50 2,56576 4,6573E‐05 5,34E‐05 2,67E‐06 5,27E‐07 2,50E‐07
100 3,43207 6,35292E‐05 3,65E‐05 3,65E‐06 7,19E‐07 5,00E‐07
150 3,67213 6,82279E‐05 3,18E‐05 4,77E‐06 9,40E‐07 7,50E‐07
200 3,68098 6,84011E‐05 3,16E‐05 6,32E‐06 1,25E‐06 1,00E‐06
250 3,75068 6,97653E‐05 3,02E‐05 7,56E‐06 1,49E‐06 1,25E‐06
500 3,80618 7,08516E‐05 2,91E‐05 1,46E‐05 2,87E‐06 2,50E‐06
1000 3,83879 7,14899E‐05 2,85E‐05 2,85E‐05 5,62E‐06 5,00E‐06
1500 3,83635 7,14421E‐05 2,86E‐05 4,28E‐05 8,45E‐06 7,50E‐06
Tabla 22. Cálculos para Isoterma de ATA 20/50
ATA 20/50 Co 1,00E‐04
Vol (ml) Abs Cf Co‐Cf (Co‐Cf)*vol q Co * vol
20 0,01 0 1,00E‐04 2,00E‐06 3,93E‐07 1,00E‐07
50 0,324392 2,70286E‐06 9,73E‐05 4,86E‐06 9,55E‐07 2,50E‐07
100 2,47103 4,47188E‐05 5,53E‐05 5,53E‐06 1,09E‐06 5,00E‐07
150 3,16434 5,82889E‐05 4,17E‐05 6,26E‐06 1,23E‐06 7,50E‐07
200 3,20321 5,90497E‐05 4,10E‐05 8,19E‐06 1,61E‐06 1,00E‐06
250 3,26711 6,03004E‐05 3,97E‐05 9,92E‐06 1,95E‐06 1,25E‐06
500 3,45416 6,39616E‐05 3,60E‐05 1,80E‐05 3,54E‐06 2,50E‐06
1000 3,51411 6,5135E‐05 3,49E‐05 3,49E‐05 6,85E‐06 5,00E‐06
1500 3,58241 6,64718E‐05 3,35E‐05 5,03E‐05 9,88E‐06 7,50E‐06
10.1.2 IsotermasdeLangmuir
Tabla 23. Isoterma de Langmuir para SEP 6/15
SEP 6/15 Langmuir
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Cf/q Cf
250 4,23E+01 6,6196E‐05
500 2,33E+01 6,8356E‐05
77
1000 1,28E+01 7,0284E‐05
1500 0,00E+00 7,0645E‐05
Ilustración 49. Isoterma de Langmuir para SEP 6/15
Tabla 24. Isoterma de Langmuir para SEP 15/30
SEP 15/30 Langmuir
Co 1,00E‐04
Vol (ml) Cf/q Cf
200 1,69E+01 3,8218E‐05
250 1,81E+01 4,5286E‐05
500 1,70E+01 6,0936E‐05
1000 1,11E+01 6,7119E‐05
y = ‐9E+06x + 606,36R² = 0,9503
0,00E+00
5,00E+00
1,00E+01
1,50E+01
2,00E+01
2,50E+01
3,00E+01
3,50E+01
4,00E+01
4,50E+01
Cf/q
Cf
SEP 6/15 Langmuir
78
Ilustración 50. Isoterma de Langmuir para SEP 15/30
Tabla 25. Isoterma de Langmuir para SEP 30/60
SEP 30/60 Langmuir
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Cf/q Cf
100 8,61E+00 2,8148E‐05
150 1,14E+01 5,0984E‐05
250 9,33E+00 6,2935E‐05
500 0,00E+00 0,00E+00
y = ‐165757x + 24,548R² = 0,5025
0,00E+00
2,00E+00
4,00E+00
6,00E+00
8,00E+00
1,00E+01
1,20E+01
1,40E+01
1,60E+01
1,80E+01
2,00E+01
0 0,00001 0,00002 0,00003 0,00004 0,00005 0,00006 0,00007 0,00008
Cf/q
Cf
SEP 15/30 Langmuir
79
Ilustración 51. Isoterma de Langmuir para SEP 30/60
Tabla 26. Isoterma de Langmuir para ATA 15/30
ATA 15/30 Langmuir
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Cf/q Cf
150 7,26E+01 6,8228E‐05
200 5,49E+01 6,8401E‐05
250 4,68E+01 6,9765E‐05
500 2,47E+01 7,0852E‐05
1000 0,00E+00 7,149E‐05
y = 160030x + 1,6586R² = 0,7755
0,00E+00
2,00E+00
4,00E+00
6,00E+00
8,00E+00
1,00E+01
1,20E+01
1,40E+01
0 0,00001 0,00002 0,00003 0,00004 0,00005 0,00006 0,00007
Cf/q
Cf
SEP 30/60 Langmuir
80
Ilustración 52. Isoterma de Langmuir para ATA 15/30
Tabla 27. Isoterma de Langmuir para ATA 20/50
ATA 20/50 Langmuir
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Cf/q Cf
150 4,74E+01 5,8289E‐05
200 3,67E+01 5,905E‐05
250 3,09E+01 6,03E‐05
500 1,81E+01 6,3962E‐05
1000 9,51E+00 6,5135E‐05
1500 6,73E+00 6,6472E‐05
y = ‐2E+07x + 1339,4R² = 0,9188
0,00E+00
1,00E+01
2,00E+01
3,00E+01
4,00E+01
5,00E+01
6,00E+01
7,00E+01
8,00E+01
0,000068 0,0000685 0,000069 0,0000695 0,00007 0,0000705 0,000071 0,0000715 0,000072
Cf/q
Cf
ATA 15/30 Langmuir
81
Ilustración 53. Isoterma de Langmuir para ATA 20/50
10.1.3 IsotermasdeFreundlich
Tabla 28. Isoterma de Feundlich para SEP 6/15
SEP 6/15 Freundlich
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Ln q Ln Cf
250 ‐1,34E+01 ‐9,62289343
500 ‐1,27E+01 ‐9,59078591
1000 ‐1,21E+01 ‐9,56296912
1500 ‐1,17E+01 ‐9,55784979
y = ‐5E+06x + 312,25R² = 0,9672
0,00E+00
5,00E+00
1,00E+01
1,50E+01
2,00E+01
2,50E+01
3,00E+01
3,50E+01
4,00E+01
4,50E+01
5,00E+01Cf/q
Cf
ATA 20/50 Langmuir
82
Ilustración 54. Isoterma de Feundlich para SEP 6/15
Tabla 29. Isoterma de Feundlich para SEP 15/30
SEP 15/30 Freundlich
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Ln q Ln Cf
200 ‐1,30E+01 ‐10,1721967
250 ‐1,29E+01 ‐10,002507
500 ‐1,25E+01 ‐9,70569323
1000 ‐1,20E+01 ‐9,60904539
y = 23,852x + 216,11R² = 0,9699
‐1,36E+01
‐1,34E+01
‐1,32E+01
‐1,30E+01
‐1,28E+01
‐1,26E+01
‐1,24E+01
‐1,22E+01
‐1,20E+01
‐1,18E+01
‐1,16E+01
‐9,63 ‐9,62 ‐9,61 ‐9,6 ‐9,59 ‐9,58 ‐9,57 ‐9,56 ‐9,55Ln q
Ln Cf
SEP 6/15 Freundlich
83
Ilustración 55. Isoterma de Feundlich para SEP 15/30
Tabla 30. Isoterma de Feundlich para SEP 30/60
SEP 30/60 Freundlich
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Ln q Ln Cf
250 ‐1,26E+01 ‐10,4780478
500 ‐1,23E+01 ‐9,8840039
1000 ‐1,19E+01 ‐9,67340565
1500 ‐1,16E+01 ‐9,6130251
y = 1,5729x + 2,9145R² = 0,8606
‐1,32E+01
‐1,30E+01
‐1,28E+01
‐1,26E+01
‐1,24E+01
‐1,22E+01
‐1,20E+01
‐1,18E+01
‐10,3 ‐10,2 ‐10,1 ‐10 ‐9,9 ‐9,8 ‐9,7 ‐9,6 ‐9,5Ln q
Ln Cf
SEP 15/30 Freundlich
84
Ilustración 56. Isoterma de Feundlich para SEP 30/60
Tabla 31. Isoterma de Feundlich para ATA 15/30
ATA 15/30 Freundlich
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Ln q Ln Cf
150 ‐1,39E+01 ‐9,59265746
200 ‐1,36E+01 ‐9,59012182
250 ‐1,34E+01 ‐9,57037351
500 ‐1,28E+01 ‐9,55492276
1000 ‐1,21E+01 ‐9,54595451
y = 1,0399x ‐ 1,81R² = 0,8371
‐1,28E+01
‐1,26E+01
‐1,24E+01
‐1,22E+01
‐1,20E+01
‐1,18E+01
‐1,16E+01
‐1,14E+01
‐10,6 ‐10,4 ‐10,2 ‐10 ‐9,8 ‐9,6 ‐9,4Ln q
Ln Cf
SEP 30/60 Freundlich
85
Ilustración 57. Isoterma de Feundlich para ATA 15/30
Tabla 32. Isoterma de Feundlich para ATA 20/50
ATA 20/50 Freundlich
Co 1,00E‐03
Vol (ml) Ln q Ln Cf
150 ‐1,36E+01 ‐9,75009827
200 ‐1,33E+01 ‐9,73713051
250 ‐1,31E+01 ‐9,71617109
500 ‐1,26E+01 ‐9,6572283
1000 ‐1,19E+01 ‐9,63904921
1500 ‐1,15E+01 ‐9,61873298
y = 33,102x + 303,66R² = 0,9077
‐1,40E+01
‐1,38E+01
‐1,36E+01
‐1,34E+01
‐1,32E+01
‐1,30E+01
‐1,28E+01
‐1,26E+01
‐1,24E+01
‐1,22E+01
‐1,20E+01
‐1,18E+01
‐9,6 ‐9,59 ‐9,58 ‐9,57 ‐9,56 ‐9,55 ‐9,54Ln q
Ln Cf
ATA 15/30 Freundlich
86
Ilustración 58. Isoterma de Feundlich para ATA 20/50
10.2 Ensayosencolumnasdeadsorción
10.2.1 DatosdelensayoATA15/30
Tabla 33. Ensayo ATA 15/30
Hora Inicio: 00:00 h TIEMPO 0
Volumen Agua vaciado: 0 litros Caudal (l/h): 11,25
h (cm) P (atm)
Tubo 4: 98 1
Tubo 3: 97 0,99
Tubo 2: 94,5 0,96
Tubo 1: 92 0,94
Hora: 01:00 h 60 min TIEMPO 1
Volumen Agua vaciado: 12,5 litros Caudal (l/h): 10,84
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 0,545332 (1/25)
Tubo 3: 94 0,98 Filtro 2: 0,0075229
Tubo 2: 91 0,95 Filtro 1: 0,0027899
Tubo 1: 88,5 0,92 Filtro 0: 0,000523
y = 14,869x + 131,35R² = 0,9621
‐1,40E+01
‐1,35E+01
‐1,30E+01
‐1,25E+01
‐1,20E+01
‐1,15E+01
‐1,10E+01
‐9,76 ‐9,74 ‐9,72 ‐9,7 ‐9,68 ‐9,66 ‐9,64 ‐9,62 ‐9,6Ln q
Ln Cf
ATA 20/50 Freundlich
87
Hora: 02:00 h 120 min TIEMPO 2
Volumen Agua vaciado: 23 litros Caudal (l/h): 10,62
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 2,63154 (1/25)
Tubo 3: 95 0,98 Filtro 2: 0,0595433
Tubo 2: 92 0,95 Filtro 1: 0,009113
Tubo 1: 89,5 0,93 Filtro 0: 0,00556
Hora: 03:00 h 180 min TIEMPO 3
Volumen Agua vaciado: 35 litros Caudal (l/h): 10,62
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,51903 (1/100)
Tubo 3: 94,5 0,98 Filtro 2: 0,033778
Tubo 2: 92 0,96 Filtro 1: 0,073006
Tubo 1: 89 0,93 Filtro 0: 0,03394
Hora: 04:00 h 240 min TIEMPO 4
Volumen Agua vaciado: 48 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 94,5 1 Filtro 3: 2,9493 (1/100)
Tubo 3: 92,5 0,98 Filtro 2: 0,0488482
Tubo 2: 90 0,95 Filtro 1: 0,026487
Tubo 1: 87,5 0,93 Filtro 0: 0,016551
Hora: 05:00 h 300 min TIEMPO 5
Volumen Agua vaciado: 58 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 3,01629 (1/100)
Tubo 3: 93 0,98 Filtro 2: 0,863297 (1/25)
Tubo 2: 90,5 0,95 Filtro 1: 0,042818
Tubo 1: 88 0,93 Filtro 0: 0,011934
Hora: 06:00 h 360 min TIEMPO 6
Volumen Agua vaciado: 68 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 3,78087 (1/100)
Tubo 3: 93,5 0,98 Filtro 2: 1,42022 (1/100)
Tubo 2: 90 0,95 Filtro 1: 0,140267
Tubo 1: 88 0,94 Filtro 0: 0,0111514
88
Hora: 07:00 h 420 min TIEMPO 7
Volumen Agua vaciado: 78 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 93 1 Filtro 3: 1,99035 (1/250)
Tubo 3: 91 0,98 Filtro 2: 2,11892 (1/100)
Tubo 2: 89 0,96 Filtro 1: 0,202623
Tubo 1: 86 0,92 Filtro 0: 0,839106 (1/25)
Hora: 08:00 h 480 min TIEMPO 8
Volumen Agua vaciado: 90 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 94,5 1 Filtro 3: 2,116 (1/250)
Tubo 3: 91,5 0,97 Filtro 2: 1,14096 (1/250)
Tubo 2: 89 0,94 Filtro 1: 0,0904332
Tubo 1: 86,5 0,92 Filtro 0: 0,837367 (1/100)
Hora: 09:00 h 540 min TIEMPO 9
Volumen Agua vaciado: 99 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 94,5 1 Filtro 3: 2,73705 (1/250)
Tubo 3: 93 0,98 Filtro 2: 1,209229 (1/250)
Tubo 2: 90 0,95 Filtro 1: 0,347604
Tubo 1: 87 0,92 Filtro 0: 0,985277 (1/100)
Hora: 10:00 h 600 min TIEMPO 10
Volumen Agua vaciado: 110 litros Caudal (l/h): 10,1
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 3,14719 (1/250)
Tubo 3: 94,5 0,98 Filtro 2: 2,40399 (1/250)
Tubo 2: 91,5 0,95 Filtro 1: 0,622364 (1/250)
Tubo 1: 89,5 0,93 Filtro 0: 1,20672 (1/250)
Hora: 11:00 h 660 min TIEMPO 11
Volumen Agua vaciado: 120 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95,5 1 Filtro 3: 2,95709 (1/250)
Tubo 3: 95 0,99 Filtro 2: 2,45526 (1/250)
Tubo 2: 93,5 0,98 Filtro 1: 0,94985 (1/250)
Tubo 1: 92 0,96 Filtro 0: 1,20741 (1/250)
89
Hora: 12:00 h 720 min TIEMPO 12
Volumen Agua vaciado: 130 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,62295 (1/250)
Tubo 3: 98 1,02 Filtro 2: 2,11819 (1/250)
Tubo 2: 97 1,01 Filtro 1: 0,883936 (1/250)
Tubo 1: 96 1,00 Filtro 0: 1,17572 (1/250)
Hora: 13:00 h 780 min TIEMPO 13
Volumen Agua vaciado: 140 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: Filtro 3: 2,63818 (1/250)
Tubo 3: Filtro 2: 2,48884 (1/250)
Tubo 2: Filtro 1: 2,05437 (1/250)
Tubo 1: Filtro 0: 2,16689 (1/250)
Hora: 14:00 h 840 min TIEMPO 14
Volumen Agua vaciado: 150 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: Filtro 3: 2,73761 (1/250)
Tubo 3: Filtro 2: 2,45389 (1/250)
Tubo 2: Filtro 1: 1,93016 (1/250)
Tubo 1: Filtro 0: 2,21478 (1/250)
10.2.2 TablasdecálculoATA15/30
Tabla 34. Cálculos para Filtro 3, ATA 15/30
ATA 15/30 Co 1,00E‐02
Filtro 3 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 12,5 0,545332 1,9885E‐06 4,9713E‐05 6,30E‐04 0,125
02:00 h Tiempo 2 23 2,63154 9,5957E‐06 0,00023989 5,60E‐03 0,23
03:00 h Tiempo 3 35 2,51903 9,1855E‐06 0,00091855 3,26E‐02 0,35
04:00 h Tiempo 4 48 2,9493 1,0754E‐05 0,00107544 5,24E‐02 0,48
05:00 h Tiempo 5 58 3,01629 1,0999E‐05 0,00109987 6,47E‐02 0,58
06:00 h Tiempo 6 68 3,78087 1,3787E‐05 0,00137867 9,51E‐02 0,68
07:00 h Tiempo 7 78 1,99035 7,2577E‐06 0,00181442 1,44E‐01 0,78
08:00 h Tiempo 8 90 2,116 7,7159E‐06 0,00192896 1,76E‐01 0,9
09:00 h Tiempo 9 99 2,73705 9,9805E‐06 0,00249512 2,51E‐01 0,99
10:00 h Tiempo 10 110 3,14719 1,1476E‐05 0,00286901 3,20E‐01 1,1
11:00 h Tiempo 11 120 2,95709 1,0783E‐05 0,00269571 3,28E‐01 1,2
90
12:00 h Tiempo 12 130 2,62295 9,5644E‐06 0,0023911 3,15E‐01 1,3
13:00 h Tiempo 13 140 2,63818 9,62E‐06 0,00240499 3,41E‐01 1,4
14:00 h Tiempo 14 150 2,73761 9,9825E‐06 0,00249563 3,80E‐01 1,5
Tabla 35. Cálculos para Filtro 2, ATA 15/30
ATA 15/30 Co 1,00E‐02
Filtro 2 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 12,5 0,0075229 2,7432E‐08 3,48E‐07 0,125
02:00 h Tiempo 2 23 0,0595433 2,1712E‐07 5,06E‐06 0,23
03:00 h Tiempo 3 35 0,033778 1,2317E‐07 4,37E‐06 0,35
04:00 h Tiempo 4 48 0,0488482 1,7812E‐07 8,67E‐06 0,48
05:00 h Tiempo 5 58 0,863297 3,148E‐06 1,85E‐04 0,58
06:00 h Tiempo 6 68 1,42022 5,1787E‐06 0,00012947 8,93E‐03 0,68
07:00 h Tiempo 7 78 2,11892 7,7265E‐06 0,00077265 6,11E‐02 0,78
08:00 h Tiempo 8 90 1,14096 4,1604E‐06 0,00104011 9,49E‐02 0,9
09:00 h Tiempo 9 99 1,209229 4,4094E‐06 0,00110234 1,11E‐01 0,99
10:00 h Tiempo 10 110 2,40399 8,766E‐06 0,0021915 2,44E‐01 1,1
11:00 h Tiempo 11 120 2,45526 8,9529E‐06 0,00223824 2,72E‐01 1,2
12:00 h Tiempo 12 130 2,11819 7,7238E‐06 0,00193096 2,55E‐01 1,3
13:00 h Tiempo 13 140 2,48884 9,0754E‐06 0,00226885 3,22E‐01 1,4
14:00 h Tiempo 14 150 2,45389 8,9479E‐06 0,00223699 3,40E‐01 1,5
Tabla 36. Cálculos para Filtro 1, ATA 15/30
ATA 15/30 Co 1,00E‐02
Filtro 1 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf Cf * vol Co * vol
01:00 h Tiempo 1 12,5 0,000523 1,9071E‐09 2,38E‐08 0,125
02:00 h Tiempo 2 23 0,009113 3,323E‐08 7,64E‐07 0,23
03:00 h Tiempo 3 35 0,073006 2,6621E‐07 9,32E‐06 0,35
04:00 h Tiempo 4 48 0,026487 9,6583E‐08 4,64E‐06 0,48
05:00 h Tiempo 5 58 0,042818 1,5613E‐07 9,06E‐06 0,58
06:00 h Tiempo 6 68 0,140267 5,1147E‐07 3,48E‐05 0,68
07:00 h Tiempo 7 78 0,202623 7,3885E‐07 5,76E‐05 0,78
08:00 h Tiempo 8 90 0,0904332 3,2976E‐07 2,97E‐05 0,9
09:00 h Tiempo 9 99 0,347604 1,2675E‐06 1,25E‐04 0,99
10:00 h Tiempo 10 110 0,622364 2,2694E‐06 0,00056735 6,24E‐02 1,1
11:00 h Tiempo 11 120 0,94985 3,4636E‐06 0,00086589 1,04E‐01 1,2
12:00 h Tiempo 12 130 0,883936 3,2232E‐06 0,0008058 1,05E‐01 1,3
13:00 h Tiempo 13 140 2,05437 7,4911E‐06 0,00187278 2,62E‐01 1,4
14:00 h Tiempo 14 150 1,93016 7,0382E‐06 0,00175955 2,64E‐01 1,5
91
Tabla 37. Cálculos para Filtro 0, ATA 15/30.
ATA 15/30 Co 1,00E‐02
Filtro 0 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 12,5 0,0027899 1,0173E‐08 1,29E‐07 0,125
02:00 h Tiempo 2 23 0,00556 2,0274E‐08 4,73E‐07 0,23
03:00 h Tiempo 3 35 0,03394 1,2376E‐07 4,39E‐06 0,35
04:00 h Tiempo 4 48 0,016551 6,0352E‐08 2,94E‐06 0,48
05:00 h Tiempo 5 58 0,011934 4,3517E‐08 2,56E‐06 0,58
06:00 h Tiempo 6 68 0,0111514 4,0663E‐08 2,80E‐06 0,68
07:00 h Tiempo 7 78 0,839106 3,0597E‐06 7,6494E‐05 6,05E‐03 0,78
08:00 h Tiempo 8 90 0,837367 3,0534E‐06 0,00030534 2,79E‐02 0,9
09:00 h Tiempo 9 99 0,985277 3,5927E‐06 0,00035927 3,61E‐02 0,99
10:00 h Tiempo 10 110 1,20672 4,4002E‐06 0,00110006 1,23E‐01 1,1
11:00 h Tiempo 11 120 1,20741 4,4027E‐06 0,00110069 1,34E‐01 1,2
12:00 h Tiempo 12 130 1,17572 4,2872E‐06 0,0010718 1,41E‐01 1,3
13:00 h Tiempo 13 140 2,16689 7,9014E‐06 0,00197536 2,80E‐01 1,4
14:00 h Tiempo 14 150 2,21478 8,0761E‐06 0,00201901 3,07E‐01 1,5
10.2.3 DatosdelensayoATA20/50
Tabla 38. Ensayo ATA 20/50
Hora Inicio: 00:00 h TIEMPO 0
Volumen Agua vaciado: 0 litros Caudal (l/h): 9
h (cm) P (atm)
Tubo 4: 96 1
Tubo 3: 92 0,96
Tubo 2: 88,5 0,92
Tubo 1: 84 0,88
Hora: 01:00 h 60 min TIEMPO 1
Volumen Agua vaciado: 10 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 0,0646164
Tubo 3: 92,5 0,96 Filtro 2: 0,0208358
Tubo 2: 89 0,92 Filtro 1: 0,0669354
Tubo 1: 84 0,87 Filtro 0: 0,126681
Hora: 02:00 h 120 min TIEMPO 2
Volumen Agua vaciado: 20 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 0,0951368 (1/250)
92
Tubo 3: 92 0,96 Filtro 2: 0,0263685
Tubo 2: 88 0,92 Filtro 1: 0,0913133
Tubo 1: 84,5 0,88 Filtro 0: 0,0528992
Hora: 03:00 h 180 min TIEMPO 3
Volumen Agua vaciado: 30 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 1,56164 (1/250)
Tubo 3: 92 0,96 Filtro 2: 0,0619791
Tubo 2: 88,5 0,92 Filtro 1: 0,0315593
Tubo 1: 84,5 0,88 Filtro 0: 0,0537838
Hora: 04:00 h 240 min TIEMPO 4
Volumen Agua vaciado: 40 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 1,79449 (1/250)
Tubo 3: 92 0,95 Filtro 2: 0,98029
Tubo 2: 89 0,92 Filtro 1: 0,164588
Tubo 1: 85 0,88 Filtro 0: 0,0330821
Hora: 05:00 h 300 min TIEMPO 5
Volumen Agua vaciado: 49 litros Caudal (l/h): 9
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 1,9309 (1/250)
Tubo 3: 92 0,96 Filtro 2: 0,847989 (1/250)
Tubo 2: 89 0,93 Filtro 1: 0,0510286
Tubo 1: 85 0,89 Filtro 0: 0,297187
Hora: 06:00 h 360 min TIEMPO 6
Volumen Agua vaciado: 57 litros Caudal (l/h): 8,9
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 94 1 Filtro 3: 1,78259 (1/250)
Tubo 3: 90 0,96 Filtro 2: 1,24764 (1/250)
Tubo 2: 87 0,93 Filtro 1: 0,0350259 (1/250)
Tubo 1: 83,5 0,93 Filtro 0: 0,125796 (1/250)
Hora: 07:00 h 420 min TIEMPO 7
Volumen Agua vaciado: 67 litros Caudal (l/h): 9
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 1,8173 (1/250)
93
Tubo 3: 90,5 0,95 Filtro 2: 1,29972 (1/250)
Tubo 2: 88 0,93 Filtro 1: 0,222599 (1/250)
Tubo 1: 84,5 0,89 Filtro 0: 0,435962 (1/250)
Hora: 08:00 h 480 min TIEMPO 8
Volumen Agua vaciado: 73 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 1,45196 (1/250)
Tubo 3: 92 0,95 Filtro 2: 1,12367 (1/250)
Tubo 2: 88,5 0,91 Filtro 1: 0,231382 (1/250)
Tubo 1: 84 0,87 Filtro 0: 0,802428 (1/250)
Hora: 09:00 h 540 min TIEMPO 9
Volumen Agua vaciado: 83 litros Caudal (l/h): 10
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,14158 (1/250)
Tubo 3: 92 0,96 Filtro 2: 1,61031 (1/250)
Tubo 2: 88 0,92 Filtro 1: 0,750254 (1/250)
Tubo 1: 84 0,88 Filtro 0: 1,03281 (1/250)
Hora: 10:00 h TIEMPO 10
Volumen Agua vaciado: 92 litros Caudal (l/h): 9
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 2,53782 (1/250)
Tubo 3: 92 0,95 Filtro 2: 1,91062 (1/250)
Tubo 2: 88,5 0,91 Filtro 1: 1,42636 (1/100)
Tubo 1: 83 0,86 Filtro 0: 2,37632 (1/100)
Hora: 11:00 h TIEMPO 11
Volumen Agua vaciado: 101 litros Caudal (l/h): 9
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95,5 1 Filtro 3: 2,28003 (1/250)
Tubo 3: 90,5 0,95 Filtro 2: 2,95548 (1/100)
Tubo 2: 87,5 0,92 Filtro 1: 0,541536 (1/100)
Tubo 1: 82,5 0,86 Filtro 0: 1,15797 (1/100)
Hora: 12:00 h TIEMPO 12
Volumen Agua vaciado: 110 litros Caudal (l/h): 9
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 2,43567 (1/250)
94
Tubo 3: 90 0,95 Filtro 2: 1,86737 (1/250)
Tubo 2: 87,5 0,92 Filtro 1: 0,955934 (1/250)
Tubo 1: 83 0,87 Filtro 0: 1,34475 (1/250)
Hora: 13:00 h TIEMPO 13
Volumen Agua vaciado: 119 litros Caudal (l/h): 9
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 2,47179 (1/250)
Tubo 3: 90,5 0,94 Filtro 2: 1,91169 (1/250)
Tubo 2: 88 0,91 Filtro 1: 1,4259 (1/250)
Tubo 1: 85 0,88 Filtro 0: 1,46519 (1/250)
Hora: 14:00 h TIEMPO 14
Volumen Agua vaciado: 128 litros Caudal (l/h): 9
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,12651 (1/250)
Tubo 3: 90 0,94 Filtro 2: 1,54438 (1/250)
Tubo 2: 87,5 0,91 Filtro 1: 1,22455 (1/250)
Tubo 1: 85 0,89 Filtro 0: 1,35822 (1/250)
Hora: 15:00 h TIEMPO 15
Volumen Agua vaciado: 133 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,15319 (1/250)
Tubo 3: 89,5 0,93 Filtro 2: 1,63785 (1/250)
Tubo 2: 87,5 0,91 Filtro 1: 1,38207 (1/250)
Tubo 1: 85,5 0,89 Filtro 0: 1,32394 (1/250)
Hora: 16:00 h TIEMPO 16
Volumen Agua vaciado: 138 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,10476 (1/250)
Tubo 3: 88,5 0,92 Filtro 2: 1,55839 (1/250)
Tubo 2: 87 0,91 Filtro 1: 1,03617 (1/250)
Tubo 1: 85 0,89 Filtro 0: 1,15971 (1/250)
Hora: 17:00 h TIEMPO 17
Volumen Agua vaciado: 142 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 2,0006 (1/250)
95
Tubo 3: 89,5 0,93 Filtro 2: 1,37341 (1/250)
Tubo 2: 88 0,91 Filtro 1: 1,06281 (1/250)
Tubo 1: 86 0,89 Filtro 0: 1,2041 (1/250)
Hora: 18:00 h TIEMPO 18
Volumen Agua vaciado: 145 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 94 1 Filtro 3: 2,08185 (1/250)
Tubo 3: 86,5 0,92 Filtro 2: 1,21731 (1/250)
Tubo 2: 85,5 0,91 Filtro 1: 0,922462 (1/250)
Tubo 1: 83,5 0,89 Filtro 0: 1,01831 (1/250)
Hora: 19:00 h TIEMPO 19
Volumen Agua vaciado: 148 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: Filtro 3: 1,94519 (1/250)
Tubo 3: Filtro 2: 1,28891 (1/250)
Tubo 2: Filtro 1: 0,895125 (1/250)
Tubo 1: Filtro 0: 1,0202 (1/250)
10.2.4 TablasdecálculoATA20/50
Tabla 39. Cálculos para Filtro 3, ATA 20/50.
ATA 20/50 Co 1,00E‐02
Filtro 3 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 10 0,0646164 2,3562E‐07 2,39E‐06 0,1
02:00 h Tiempo 2 20 0,0951368 3,4691E‐07 8,6728E‐05 1,76E‐03 0,2
03:00 h Tiempo 3 30 1,56164 5,6944E‐06 0,0014236 4,33E‐02 0,3
04:00 h Tiempo 4 40 1,79449 6,5435E‐06 0,00163587 6,64E‐02 0,4
05:00 h Tiempo 5 49 1,9309 7,0409E‐06 0,00176023 8,75E‐02 0,49
06:00 h Tiempo 6 57 1,78259 6,5001E‐06 0,00162502 9,39E‐02 0,57
07:00 h Tiempo 7 67 1,8173 6,6267E‐06 0,00165667 1,13E‐01 0,67
08:00 h Tiempo 8 73 1,45196 5,2945E‐06 0,00132362 9,80E‐02 0,73
09:00 h Tiempo 9 83 2,14158 7,8091E‐06 0,00195228 1,64E‐01 0,83
10:00 h Tiempo 10 92 2,53782 9,254E‐06 0,0023135 2,16E‐01 0,92
11:00 h Tiempo 11 101 2,28003 8,314E‐06 0,0020785 2,13E‐01 1,01
12:00 h Tiempo 12 110 2,43567 8,8815E‐06 0,00222038 2,48E‐01 1,1
13:00 h Tiempo 13 119 2,47179 9,0132E‐06 0,00225331 2,72E‐01 1,19
14:00 h Tiempo 14 128 2,12651 7,7542E‐06 0,00193855 2,52E‐01 1,28
15:00 h Tiempo 15 133 2,15319 7,8515E‐06 0,00196287 2,65E‐01 1,33
16:00 h Tiempo 16 138 2,10476 7,6749E‐06 0,00191872 2,69E‐01 1,38
96
17:00 h Tiempo 17 142 2,0006 7,2951E‐06 0,00182376 2,63E‐01 1,42
18:00 h Tiempo 18 145 2,08185 7,5913E‐06 0,00189783 2,79E‐01 1,45
19:00 h Tiempo 19 148 1,94519 7,093E‐06 0,00177325 2,66E‐01 1,48
Tabla 40. Cálculos para Filtro 2, ATA 20/50.
ATA 20/50 Co 1,00E‐02
Filtro 2 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 10 0,0208358 7,5976E‐08 7,71E‐07 0,1
02:00 h Tiempo 2 20 0,0263685 9,6151E‐08 1,95E‐06 0,2
03:00 h Tiempo 3 30 0,0619791 2,26E‐07 6,88E‐06 0,3
04:00 h Tiempo 4 40 0,98029 3,5746E‐06 1,45E‐04 0,4
05:00 h Tiempo 5 49 0,847989 3,0921E‐06 0,00077303 3,84E‐02 0,49
06:00 h Tiempo 6 57 1,24764 4,5494E‐06 0,00113736 6,57E‐02 0,57
07:00 h Tiempo 7 67 1,29972 4,7393E‐06 0,00118484 8,05E‐02 0,67
08:00 h Tiempo 8 73 1,12367 4,0974E‐06 0,00102435 7,58E‐02 0,73
09:00 h Tiempo 9 83 1,61031 5,8719E‐06 0,00146797 1,24E‐01 0,83
10:00 h Tiempo 10 92 1,91062 6,967E‐06 0,00174174 1,63E‐01 0,92
11:00 h Tiempo 11 101 2,95548 1,0777E‐05 0,0010777 1,10E‐01 1,01
12:00 h Tiempo 12 110 1,86737 6,8092E‐06 0,00170231 1,90E‐01 1,1
13:00 h Tiempo 13 119 1,91169 6,9709E‐06 0,00174271 2,10E‐01 1,19
14:00 h Tiempo 14 128 1,54438 5,6315E‐06 0,00140787 1,83E‐01 1,28
15:00 h Tiempo 15 133 1,63785 5,9723E‐06 0,00149308 2,01E‐01 1,33
16:00 h Tiempo 16 138 1,55839 5,6826E‐06 0,00142064 1,99E‐01 1,38
17:00 h Tiempo 17 142 1,37341 5,0081E‐06 0,00125201 1,80E‐01 1,42
18:00 h Tiempo 18 145 1,21731 4,4388E‐06 0,00110971 1,63E‐01 1,45
19:00 h Tiempo 19 148 1,28891 4,6999E‐06 0,00117498 1,76E‐01 1,48
Tabla 41. Cálculos para Filtro 1, ATA 20/50.
ATA 20/50 Co 1,00E‐02
Filtro 1 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 10 0,0669354 2,4408E‐07 2,48E‐06 0,1
02:00 h Tiempo 2 20 0,0913133 3,3297E‐07 6,75E‐06 0,2
03:00 h Tiempo 3 30 0,0315593 1,1508E‐07 3,50E‐06 0,3
04:00 h Tiempo 4 40 0,164588 6,0016E‐07 2,43E‐05 0,4
05:00 h Tiempo 5 49 0,0510286 1,8607E‐07 9,25E‐06 0,49
06:00 h Tiempo 6 57 0,0350259 1,2772E‐07 3,193E‐05 1,85E‐03 0,57
07:00 h Tiempo 7 67 0,222599 8,1169E‐07 0,00020292 1,38E‐02 0,67
08:00 h Tiempo 8 73 0,231382 8,4372E‐07 0,00021093 1,56E‐02 0,73
09:00 h Tiempo 9 83 0,750254 2,7358E‐06 0,00068394 5,76E‐02 0,83
10:00 h Tiempo 10 92 1,42636 5,2011E‐06 0,00052011 4,85E‐02 0,92
11:00 h Tiempo 11 101 0,541536 1,9747E‐06 0,00019747 2,02E‐02 1,01
12:00 h Tiempo 12 110 0,955934 3,4858E‐06 0,00087144 9,72E‐02 1,1
97
13:00 h Tiempo 13 119 1,4259 5,1995E‐06 0,00129986 1,57E‐01 1,19
14:00 h Tiempo 14 128 1,22455 4,4652E‐06 0,00111631 1,45E‐01 1,28
15:00 h Tiempo 15 133 1,38207 5,0396E‐06 0,00125991 1,70E‐01 1,33
16:00 h Tiempo 16 138 1,03617 3,7783E‐06 0,00094458 1,32E‐01 1,38
17:00 h Tiempo 17 142 1,06281 3,8755E‐06 0,00096887 1,40E‐01 1,42
18:00 h Tiempo 18 145 0,922462 3,3637E‐06 0,00084092 1,24E‐01 1,45
19:00 h Tiempo 19 148 0,895125 3,264E‐06 0,000816 1,22E‐01 1,48
Tabla 42. Cálculos para Filtro 0, ATA 20/50.
ATA 20/50 Co 1,00E‐02
Filtro 0 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 10 0,126681 4,6193E‐07 4,68E‐06 0,1
02:00 h Tiempo 2 20 0,0528992 1,9289E‐07 3,91E‐06 0,2
03:00 h Tiempo 3 30 0,0537838 1,9612E‐07 5,97E‐06 0,3
04:00 h Tiempo 4 40 0,0330821 1,2063E‐07 4,89E‐06 0,4
05:00 h Tiempo 5 49 0,297187 1,0837E‐06 5,39E‐05 0,49
06:00 h Tiempo 6 57 0,125796 4,5871E‐07 0,00011468 6,63E‐03 0,57
07:00 h Tiempo 7 67 0,435962 1,5897E‐06 0,00039743 2,70E‐02 0,67
08:00 h Tiempo 8 73 0,802428 2,926E‐06 0,0007315 5,42E‐02 0,73
09:00 h Tiempo 9 83 1,03281 3,7661E‐06 0,00094152 7,93E‐02 0,83
10:00 h Tiempo 10 92 2,37632 8,6651E‐06 0,00086651 8,09E‐02 0,92
11:00 h Tiempo 11 101 1,15797 4,2225E‐06 0,00042225 4,33E‐02 1,01
12:00 h Tiempo 12 110 1,34475 4,9035E‐06 0,00122589 1,37E‐01 1,1
13:00 h Tiempo 13 119 1,46519 5,3427E‐06 0,00133568 1,61E‐01 1,19
14:00 h Tiempo 14 128 1,35822 4,9527E‐06 0,00123817 1,61E‐01 1,28
15:00 h Tiempo 15 133 1,32394 4,8277E‐06 0,00120692 1,63E‐01 1,33
16:00 h Tiempo 16 138 1,15971 4,2288E‐06 0,0010572 1,48E‐01 1,38
17:00 h Tiempo 17 142 1,2041 4,3907E‐06 0,00109767 1,58E‐01 1,42
18:00 h Tiempo 18 145 1,01831 3,7132E‐06 0,0009283 1,37E‐01 1,45
19:00 h Tiempo 19 148 1,0202 3,7201E‐06 0,00093002 1,40E‐01 1,48
10.2.5 DatosdelensayoSEP6/15
Tabla 43. Ensayo SEP 6/15
Hora Inicio: 00:00 h TIEMPO 0
Volumen Agua vaciado: 0 litros Caudal (l/h): 4
h (cm) P (atm)
Tubo 4: 99,5 1
Tubo 3: 96 0,96
Tubo 2: 90,5 0,91
Tubo 1: 54 0,54
98
Hora: 01:00 h 60 min TIEMPO 1
Volumen Agua vaciado: 4 litros Caudal (l/h): 4
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 98 1 Filtro 3: 0,87719 (1/100)
Tubo 3: 90,5 0,92 Filtro 2: 0,362659
Tubo 2: 81,5 0,83 Filtro 1: 0,153893
Tubo 1: 48 0,49 Filtro 0: 0,0862543
Hora: 02:00 h 120 min TIEMPO 2
Volumen Agua vaciado: 9 litros Caudal (l/h): 4
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 100 1 Filtro 3: 1,42671 (1/100)
Tubo 3: 93 0,93 Filtro 2: 3,57246
Tubo 2: 83,5 0,84 Filtro 1: 0,0294424
Tubo 1: 48 0,48 Filtro 0: 0,112311
Hora: 03:00 h 180 min TIEMPO 3
Volumen Agua vaciado: 13 litros Caudal (l/h): 4,5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 1,91926 (1/100)
Tubo 3: 88,5 0,93 Filtro 2: 0,470354 (1/25)
Tubo 2: 79 0,83 Filtro 1: 0,0565127
Tubo 1: 43 0,45 Filtro 0: 0,062146
Hora: 04:00 h 240 min TIEMPO 4
Volumen Agua vaciado: 16 litros Caudal (l/h): 4,5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95,5 1 Filtro 3: 1,83616 (1/100)
Tubo 3: 88 0,92 Filtro 2: 0,829559 (1/25)
Tubo 2: 78 0,82 Filtro 1: 0,020645
Tubo 1: 42 0,44 Filtro 0: 0,0280923
Hora: 05:30 h 330 min TIEMPO 5
Volumen Agua vaciado: 22,5 litros Caudal (l/h): 4,5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95,5 1 Filtro 3: 2,5831 (1/100)
Tubo 3: 88,5 0,93 Filtro 2: 1,79802 (1/25)
Tubo 2: 71,5 0,75 Filtro 1: 0,0332031
Tubo 1: 26 0,27 Filtro 0: 0,0197248
99
Hora: 07:00 h TIEMPO 6
Volumen Agua vaciado: 29 litros Caudal (l/h): 6
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 94,5 1 Filtro 3: 2,56927 (1/100)
Tubo 3: 85 0,90 Filtro 2: 2,30758 (1/25)
Tubo 2: 72 0,76 Filtro 1: 0,477425
Tubo 1: 29 0,34 Filtro 0: 0,136872
Hora: 08:30 h TIEMPO 7
Volumen Agua vaciado: 35 litros Caudal (l/h): 6
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 94 1 Filtro 3: 3,41904 (1/100)
Tubo 3: 84,5 0,90 Filtro 2: 3,4468 (1/25)
Tubo 2: 72 0,77 Filtro 1: 0,732153
Tubo 1: 28,5 0,30 Filtro 0: 0,545075
Hora: 10:00 h TIEMPO 8
Volumen Agua vaciado: 40 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 1,75248 (1/250)
Tubo 3: 86,5 0,89 Filtro 2: 1,55359 (1/100)
Tubo 2: 74 0,76 Filtro 1: 3,68788
Tubo 1: 28 0,29 Filtro 0: 2,4175
Hora: 11:30 h TIEMPO 9
Volumen Agua vaciado: 45 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 1,80221 (1/250)
Tubo 3: 85,5 0,90 Filtro 2: 1,7289 (1/100)
Tubo 2: 73 0,77 Filtro 1: 0,705891 (1/25)
Tubo 1: 30 0,32 Filtro 0: 0,460031 (1/25)
Hora: 13:00 h TIEMPO 10
Volumen Agua vaciado: 50 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,23015 (1/250)
Tubo 3: 86,5 0,90 Filtro 2: 2,03203 (1/100)
Tubo 2: 74 0,77 Filtro 1: 1,10511 (1/25)
Tubo 1: 28 0,29 Filtro 0: 0,808007 (1/25)
100
Hora: 14:30 h TIEMPO 11
Volumen Agua vaciado: 55 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,07314 (1/250)
Tubo 3: 87 0,91 Filtro 2: 2,26432 (1/100)
Tubo 2: 74,5 0,78 Filtro 1: 1,77667 (1/25)
Tubo 1: 27 0,28 Filtro 0: 1,50686 (1/25)
Hora: 16:00 h TIEMPO 12
Volumen Agua vaciado: 61 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 2,04015 (1/250)
Tubo 3: 88 0,91 Filtro 2: 2,41093 (1/100)
Tubo 2: 77 0,79 Filtro 1: 2,49539 (1/25)
Tubo 1: 30 0,31 Filtro 0: 2,0818 (1/25)
Hora: 17:30 h TIEMPO 13
Volumen Agua vaciado: 67 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 1,76078 (1/250)
Tubo 3: 87,5 0,91 Filtro 2: 2,1352 (1/250)
Tubo 2: 76 0,79 Filtro 1: 2,42088 (1/100)
Tubo 1: 28,5 0,30 Filtro 0: 2,24247 (1/25)
Hora: 19:00 h TIEMPO 14
Volumen Agua vaciado: 72 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 1,88515 (1/250)
Tubo 3: 88 0,92 Filtro 2: 2,25485 (1/250)
Tubo 2: 77,5 0,81 Filtro 1: 2,97396 (1/100)
Tubo 1: 30 0,31 Filtro 0: 2,66336 (1/25)
Hora: 20:30 h TIEMPO 15
Volumen Agua vaciado: 76 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 1,81115 (1/250)
Tubo 3: 87,5 0,91 Filtro 2: 2,43334 (1/250)
Tubo 2: 77,5 0,81 Filtro 1: 3,45385 (1/100)
Tubo 1: 29,5 0,31 Filtro 0: 2,97289 (1/25)
101
Hora: 22:00 h TIEMPO 16
Volumen Agua vaciado: 85 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95,5 1 Filtro 3: 1,99163 (1/250)
Tubo 3: 87,5 0,92 Filtro 2: 1,19825 (1/250)
Tubo 2: 78 0,82 Filtro 1: 1,29897 (1/100)
Tubo 1: 30 0,31 Filtro 0: 1,21622 (1/100)
Hora: 23:30 h TIEMPO 17
Volumen Agua vaciado: 91 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 1,71375 (1/250)
Tubo 3: 87 0,92 Filtro 2: 1,11112 (1/250)
Tubo 2: 78 0,82 Filtro 1: 1,31277 (1/100)
Tubo 1: 30 0,32 Filtro 0: 1,2111 (1/100)
Hora: 25:00 h TIEMPO 18
Volumen Agua vaciado: 103 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 1,87615 (1/250)
Tubo 3: 88 0,91 Filtro 2: 1,162901 (1/250)
Tubo 2: 80 0,83 Filtro 1: 1,5213 (1/100)
Tubo 1: 30,5 0,32 Filtro 0: 1,12315 (1/100)
Hora: 26:00 h TIEMPO 19
Volumen Agua vaciado: 115 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 1,85402 (1/250)
Tubo 3: 88 0,91 Filtro 2: 1,18886 (1/250)
Tubo 2: 80 0,83 Filtro 1: 1,62336 (1/100)
Tubo 1: 31 0,32 Filtro 0: 1,25017 (1/100)
Hora: 27:00 h TIEMPO 20
Volumen Agua vaciado: 118 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97,5 1 Filtro 3: 1,99259 (1/250)
Tubo 3: 89 0,91 Filtro 2: 1,24059 (1/250)
Tubo 2: 81 0,83 Filtro 1: 1,68844 (1/100)
Tubo 1: 31,5 0,32 Filtro 0: 1,33149 (1/100)
102
Hora: 28:00 h TIEMPO 21
Volumen Agua vaciado: 122 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 1,89409 (1/250)
Tubo 3: 87,5 0,91 Filtro 2: 1,24605 (1/250)
Tubo 2: 80 0,83 Filtro 1: 1,6117 (1/100)
Tubo 1: 30,5 0,32 Filtro 0: 1,39771 (1/100)
Hora: 29:00 h TIEMPO 22
Volumen Agua vaciado: 125 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 1,99224 (1/250)
Tubo 3: 88,5 0,91 Filtro 2: 1,23925 (1/250)
Tubo 2: 81 0,84 Filtro 1: 1,81313 (1/100)
Tubo 1: 32 0,33 Filtro 0: 1,4895 (1/100)
10.2.6 TablasdecálculoSEP6/15
Tabla 44. Cálculos para Filtro 3, SEP 6/15.
SEP 6/15 Co 1,00E‐02
Filtro 3 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 4 0,87719 3,1986E‐06 0,00031986 1,30E‐03 0,04
02:00 h Tiempo 2 9 1,42671 5,2024E‐06 0,00052024 4,75E‐03 0,09
03:00 h Tiempo 3 13 1,91926 6,9985E‐06 0,00069985 9,23E‐03 0,13
04:00 h Tiempo 4 16 1,83616 6,6954E‐06 0,00066954 1,09E‐02 0,16
05:30 h Tiempo 5 22,5 2,5831 9,4191E‐06 0,00094191 2,15E‐02 0,225
07:00 h Tiempo 6 29 2,56927 9,3687E‐06 0,00093687 2,76E‐02 0,29
08:30 h Tiempo 7 35 3,41904 1,2467E‐05 0,00124673 4,43E‐02 0,35
10:00 h Tiempo 8 40 1,75248 6,3903E‐06 0,00159758 6,48E‐02 0,4
11:30 h Tiempo 9 45 1,80221 6,5716E‐06 0,00164291 7,50E‐02 0,45
13:00 h Tiempo 10 50 2,23015 8,1321E‐06 0,00203302 1,03E‐01 0,5
14:30 h Tiempo 11 55 2,07314 7,5596E‐06 0,00188989 1,05E‐01 0,55
16:00 h Tiempo 12 61 2,04015 7,4393E‐06 0,00185982 1,15E‐01 0,61
17:30 h Tiempo 13 67 1,76078 6,4206E‐06 0,00160514 1,09E‐01 0,67
19:00 h Tiempo 14 72 1,88515 6,8741E‐06 0,00171852 1,25E‐01 0,72
20:30 h Tiempo 15 76 1,81115 6,6042E‐06 0,00165106 1,27E‐01 0,76
22:00 h Tiempo 16 85 1,99163 7,2623E‐06 0,00181559 1,57E‐01 0,85
23:30 h Tiempo 17 91 1,71375 6,2491E‐06 0,00156227 1,44E‐01 0,91
25:00 h Tiempo 18 103 1,87615 6,8413E‐06 0,00171031 1,79E‐01 1,03
26:00 h Tiempo 19 115 1,85402 6,7606E‐06 0,00169014 1,97E‐01 1,15
27:00 h Tiempo 20 118 1,99259 7,2658E‐06 0,00181646 2,17E‐01 1,18
103
28:00 h Tiempo 21 122 1,89409 6,9067E‐06 0,00172667 2,14E‐01 1,22
29:00 h Tiempo 22 125 1,99224 7,2646E‐06 0,00181614 2,30E‐01 1,25
Tabla 45. Cálculos para Filtro 2, SEP 6/15.
SEP 6/15 Co 1,00E‐02
Filtro 2 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 4 0,362659 1,3224E‐06 5,36E‐06 0,04
02:00 h Tiempo 2 9 3,57246 1,3027E‐05 1,19E‐04 0,09
03:00 h Tiempo 3 13 0,470354 1,7151E‐06 4,2878E‐05 5,65E‐04 0,13
04:00 h Tiempo 4 16 0,829559 3,0249E‐06 7,5623E‐05 1,23E‐03 0,16
05:30 h Tiempo 5 22,5 1,79802 6,5564E‐06 0,00016391 3,74E‐03 0,225
07:00 h Tiempo 6 29 2,30758 8,4144E‐06 0,00021036 6,19E‐03 0,29
08:30 h Tiempo 7 35 3,4468 1,2569E‐05 0,00031421 1,12E‐02 0,35
10:00 h Tiempo 8 40 1,55359 5,6651E‐06 0,00056651 2,30E‐02 0,4
11:30 h Tiempo 9 45 1,7289 6,3043E‐06 0,00063043 2,88E‐02 0,45
13:00 h Tiempo 10 50 2,03203 7,4097E‐06 0,00074097 3,76E‐02 0,5
14:30 h Tiempo 11 55 2,26432 8,2567E‐06 0,00082567 4,61E‐02 0,55
16:00 h Tiempo 12 61 2,41093 8,7913E‐06 0,00087913 5,44E‐02 0,61
17:30 h Tiempo 13 67 2,1352 7,7859E‐06 0,00077859 5,29E‐02 0,67
19:00 h Tiempo 14 72 2,25485 8,2222E‐06 0,00082222 6,00E‐02 0,72
20:30 h Tiempo 15 76 2,43334 8,873E‐06 0,0008873 6,84E‐02 0,76
22:00 h Tiempo 16 85 1,19825 4,3693E‐06 0,00109234 9,42E‐02 0,85
23:30 h Tiempo 17 91 1,11112 4,0516E‐06 0,00101291 9,35E‐02 0,91
25:00 h Tiempo 18 103 1,162901 4,2404E‐06 0,00106011 1,11E‐01 1,03
26:00 h Tiempo 19 115 1,18886 4,3351E‐06 0,00108378 1,26E‐01 1,15
27:00 h Tiempo 20 118 1,24059 4,5237E‐06 0,00113093 1,35E‐01 1,18
28:00 h Tiempo 21 122 1,24605 4,5436E‐06 0,00113591 1,41E‐01 1,22
29:00 h Tiempo 22 125 1,23925 4,5188E‐06 0,00112971 1,43E‐01 1,25
Tabla 46. Cálculos para Filtro 1, SEP 6/15.
SEP 6/15 Co 1,00E‐02
Filtro 1 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 4 0,153893 5,6116E‐07 2,28E‐06 0,04
02:00 h Tiempo 2 9 0,0294424 1,0736E‐07 9,80E‐07 0,09
03:00 h Tiempo 3 13 0,0565127 2,0607E‐07 2,72E‐06 0,13
04:00 h Tiempo 4 16 0,020645 7,5281E‐08 1,22E‐06 0,16
05:30 h Tiempo 5 22,5 0,0332031 1,2107E‐07 2,76E‐06 0,225
07:00 h Tiempo 6 29 0,477425 1,7409E‐06 5,12E‐05 0,29
08:30 h Tiempo 7 35 0,732153 2,6697E‐06 9,48E‐05 0,35
10:00 h Tiempo 8 40 3,68788 1,3448E‐05 5,46E‐04 0,4
11:30 h Tiempo 9 45 0,705891 2,574E‐06 6,435E‐05 2,94E‐03 0,45
13:00 h Tiempo 10 50 1,10511 4,0297E‐06 0,00010074 5,11E‐03 0,5
104
14:30 h Tiempo 11 55 1,77667 6,4785E‐06 0,00016196 9,03E‐03 0,55
16:00 h Tiempo 12 61 2,49539 9,0993E‐06 0,00022748 1,41E‐02 0,61
17:30 h Tiempo 13 67 2,42088 8,8276E‐06 0,00022069 1,50E‐02 0,67
19:00 h Tiempo 14 72 2,97396 1,0844E‐05 0,00027111 1,98E‐02 0,72
20:30 h Tiempo 15 76 3,45385 1,2594E‐05 0,00031486 2,43E‐02 0,76
22:00 h Tiempo 16 85 1,29897 4,7366E‐06 0,00047366 4,08E‐02 0,85
23:30 h Tiempo 17 91 1,31277 4,7869E‐06 0,00047869 4,42E‐02 0,91
25:00 h Tiempo 18 103 1,5213 5,5473E‐06 0,00055473 5,79E‐02 1,03
26:00 h Tiempo 19 115 1,62336 5,9195E‐06 0,00059195 6,90E‐02 1,15
27:00 h Tiempo 20 118 1,68844 6,1568E‐06 0,00061568 7,37E‐02 1,18
28:00 h Tiempo 21 122 1,39771 5,0967E‐06 0,00050967 6,31E‐02 1,22
29:00 h Tiempo 22 125 1,81313 6,6115E‐06 0,00066115 8,38E‐02 1,25
Tabla 47. Cálculos para Filtro 0, SEP 6/15.
SEP 6/15 Co 1,00E‐02
Filtro 0 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
01:00 h Tiempo 1 4 0,0862543 3,1452E‐07 1,28E‐06 0,04
02:00 h Tiempo 2 9 0,112311 4,0953E‐07 3,74E‐06 0,09
03:00 h Tiempo 3 13 0,062146 2,2661E‐07 2,99E‐06 0,13
04:00 h Tiempo 4 16 0,0280923 1,0244E‐07 1,66E‐06 0,16
05:30 h Tiempo 5 22,5 0,0197248 7,1925E‐08 1,64E‐06 0,225
07:00 h Tiempo 6 29 0,136872 4,9909E‐07 1,47E‐05 0,29
08:30 h Tiempo 7 35 0,545075 1,9876E‐06 7,06E‐05 0,35
10:00 h Tiempo 8 40 2,4175 8,8153E‐06 3,58E‐04 0,4
11:30 h Tiempo 9 45 0,460031 1,6775E‐06 4,1937E‐05 1,91E‐03 0,45
13:00 h Tiempo 10 50 0,808007 2,9463E‐06 7,3659E‐05 3,74E‐03 0,5
14:30 h Tiempo 11 55 1,50686 5,4947E‐06 0,00013737 7,66E‐03 0,55
16:00 h Tiempo 12 61 2,0818 7,5911E‐06 0,00018978 1,17E‐02 0,61
17:30 h Tiempo 13 67 2,24247 8,177E‐06 0,00020443 1,39E‐02 0,67
19:00 h Tiempo 14 72 2,66336 9,7118E‐06 0,00024279 1,77E‐02 0,72
20:30 h Tiempo 15 76 2,97289 1,084E‐05 0,00027101 2,09E‐02 0,76
22:00 h Tiempo 16 85 1,21622 4,4349E‐06 0,00044349 3,82E‐02 0,85
23:30 h Tiempo 17 91 1,2111 4,4162E‐06 0,00044162 4,08E‐02 0,91
25:00 h Tiempo 18 103 1,12315 4,0955E‐06 0,00040955 4,28E‐02 1,03
26:00 h Tiempo 19 115 1,25017 4,5587E‐06 0,00045587 5,32E‐02 1,15
27:00 h Tiempo 20 118 1,33149 4,8552E‐06 0,00048552 5,81E‐02 1,18
28:00 h Tiempo 21 122 1,39771 5,0967E‐06 0,00050967 6,31E‐02 1,22
29:00 h Tiempo 22 125 1,4895 5,4314E‐06 0,00054314 6,89E‐02 1,25
10.2.7 DatosdelensayoSEP15/30
105
Tabla 48. Ensayo SEP 15/30
Hora Inicio: 00:00 h TIEMPO 0
Volumen Agua vaciado: 0 litros Caudal (l/h): 5,4
h (cm) P (atm)
Tubo 4: 96 1
Tubo 3: 92 0,96
Tubo 2: 85,5 0,89
Tubo 1: 77,5 0,81
Hora: 02:00 h 120 min TIEMPO 1
Volumen Agua vaciado: 10 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 0,0415592
Tubo 3: 89 0,94 Filtro 2: 0,0325238
Tubo 2: 82,5 0,87 Filtro 1: 0,015492
Tubo 1: 75 0,79 Filtro 0: 0,012741
Hora: 04:00 h 120 min TIEMPO 2
Volumen Agua vaciado: 20 litros Caudal (l/h): 5
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 0,420079
Tubo 3: 90,5 0,94 Filtro 2: 0,065823
Tubo 2: 84 0,87 Filtro 1: 0,0244968
Tubo 1: 77,5 0,80 Filtro 0: 0,00371217
Hora: 06:00 h 360 min TIEMPO 3
Volumen Agua vaciado: 30 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,16695
Tubo 3: 91 0,95 Filtro 2: 0,0040062
Tubo 2: 85,5 0,89 Filtro 1: 0,075021
Tubo 1: 77 0,80 Filtro 0: 0,01298
Hora: 08:00 h 480 min TIEMPO 4
Volumen Agua vaciado: 40 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95 1 Filtro 3: 1,6241
Tubo 3: 92 0,97 Filtro 2: 0,017
Tubo 2: 86,5 0,91 Filtro 1: 0,00364418
Tubo 1: 77 0,81 Filtro 0: 0,0149816
106
Hora: 10:00 h 600 min TIEMPO 5
Volumen Agua vaciado: 50 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 95,5 1 Filtro 3: 0,415892 (1/25)
Tubo 3: 92 0,96 Filtro 2: 0,0348996
Tubo 2: 84 0,88 Filtro 1: 0,0618922
Tubo 1: 77,5 0,81 Filtro 0: 0,0510837
Hora: 12:00 h TIEMPO 6
Volumen Agua vaciado: 60 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 0,615334 (1/100)
Tubo 3: 91,5 0,94 Filtro 2: 0,048136
Tubo 2: 87,5 0,90 Filtro 1: 0,112427
Tubo 1: 77,5 0,85 Filtro 0: 0,0774324
Hora: 14:00 h TIEMPO 7
Volumen Agua vaciado: 73 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 100 1 Filtro 3: 2,88581 (1/100)
Tubo 3: 92,5 0,93 Filtro 2: 0,56113
Tubo 2: 79,5 0,80 Filtro 1: 0,0522666
Tubo 1: 68 0,68 Filtro 0: 0,0195311
Hora: 16:00 h TIEMPO 8
Volumen Agua vaciado: 88 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 100 1 Filtro 3: 3,5571 (1/100)
Tubo 3: 92 0,92 Filtro 2: 1,5618 (1/100)
Tubo 2: 79 0,79 Filtro 1: 0,131043
Tubo 1: 65,5 0,66 Filtro 0: 0,0354873
Hora: 18:00 h TIEMPO 9
Volumen Agua vaciado: 108 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 94,5 1 Filtro 3: 1,86458 (1/250)
Tubo 3: 84,5 0,89 Filtro 2: 2,34018 (1/100)
Tubo 2: 72,5 0,77 Filtro 1: 0,154314
Tubo 1: 58 0,61 Filtro 0: 0,0734904
107
Hora: 20:00 h TIEMPO 10
Volumen Agua vaciado: 119 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,13355 (1/250)
Tubo 3: 84 0,88 Filtro 2: 3,01124 (1/100)
Tubo 2: 72 0,75 Filtro 1: 0,0811219
Tubo 1: 56,5 0,59 Filtro 0: 0,124398
Hora: 22:00 h TIEMPO 11
Volumen Agua vaciado: 130 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,11125 (1/250)
Tubo 3: 80,5 0,84 Filtro 2: 1,63409 (1/250)
Tubo 2: 70 0,73 Filtro 1: 0,303654 (1/25)
Tubo 1: 54 0,56 Filtro 0: 0,103152
Hora: 24:00 h TIEMPO 12
Volumen Agua vaciado: 144 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 2,05749 (1/250)
Tubo 3: 79 0,81 Filtro 2: 1,60655 (1/250)
Tubo 2: 69 0,71 Filtro 1: 0,47565 (1/100)
Tubo 1: 53 0,55 Filtro 0: 1,89723
Hora: 26:00 h TIEMPO 13
Volumen Agua vaciado: 153 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 100 1 Filtro 3: 2,05913 (1/250)
Tubo 3: 78 0,78 Filtro 2: 1,70064 (1/250)
Tubo 2: 69 0,69 Filtro 1: 0,978832 (1/100)
Tubo 1: 54 0,54 Filtro 0: 0,371102 (1/25)
Hora: 28:00 h TIEMPO 14
Volumen Agua vaciado: 162 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97,5 1 Filtro 3: 2,52372 (1/250)
Tubo 3: 73 0,75 Filtro 2: 1,87906 (1/250)
Tubo 2: 65,5 0,67 Filtro 1: 1,28 (1/100)
Tubo 1: 51 0,52 Filtro 0: 0,816954 (1/25)
108
Hora: 30:00 h TIEMPO 15
Volumen Agua vaciado: 171 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 2,30952 (1/250)
Tubo 3: 74 0,76 Filtro 2: 1,91878 (1/250)
Tubo 2: 69,5 0,72 Filtro 1: 1,34583 (1/100)
Tubo 1: 61 0,63 Filtro 0: 1,03865 (1/25)
Hora: 32:00 h TIEMPO 16
Volumen Agua vaciado: 179 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96,5 1 Filtro 3: 2,40982 (1/250)
Tubo 3: 72 0,75 Filtro 2: 2,08002 (1/250)
Tubo 2: 67 0,69 Filtro 1: 0,882894 (1/250)
Tubo 1: 58 0,60 Filtro 0: 0,600727 (1/100)
Hora: 34:00 h TIEMPO 17
Volumen Agua vaciado: 185 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,4487 (1/250)
Tubo 3: 71 0,74 Filtro 2: 2,12517 (1/250)
Tubo 2: 67 0,70 Filtro 1: 1,0734 (1/250)
Tubo 1: 58,5 0,61 Filtro 0: 0,816277 (1/100)
Hora: 36:00 h TIEMPO 18
Volumen Agua vaciado: 192 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,37843 (1/250)
Tubo 3: 70 0,73 Filtro 2: 2,24361 (1/250)
Tubo 2: 67 0,70 Filtro 1: 1,16793 (1/250)
Tubo 1: 59 0,61 Filtro 0: 1,04712 (1/100)
Hora: 38:00 h TIEMPO 19
Volumen Agua vaciado: 199 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 97 1 Filtro 3: 2,48779 (1/250)
Tubo 3: 70,5 0,73 Filtro 2: 2,41963 (1/250)
Tubo 2: 66,5 0,69 Filtro 1: 1,94212 (1/250)
Tubo 1: 58,5 0,60 Filtro 0: 2,11974 (1/100)
109
Hora: 40:00 h TIEMPO 20
Volumen Agua vaciado: 205 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: 96 1 Filtro 3: 2,15083 (1/250)
Tubo 3: 69 0,72 Filtro 2: 2,07108 (1/250)
Tubo 2: 64,5 0,67 Filtro 1: 1,59579 (1/250)
Tubo 1: 51,5 0,54 Filtro 0: 0,870098 (1/250)
Hora: 42:00 h TIEMPO 21
Volumen Agua vaciado: 208 litros Caudal (l/h):
h (cm) P (atm) Abs Diluido
Tubo 4: Filtro 3: 2,18313 (1/250)
Tubo 3: Filtro 2: 1,86639 (1/250)
Tubo 2: Filtro 1: 0,867809 (1/250)
Tubo 1: Filtro 0: 0,511682 (1/250)
10.2.8 TablasdecálculoSEP15/30
Tabla 49. Cálculos para Filtro 3, SEP 15/30.
SEP 15/30 Co 1,00E‐02
Filtro 3 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
02:00 h Tiempo 1 10 0,0415592 1,5154E‐07 1,54E‐06 0,1
04:00 h Tiempo 2 20 0,420079 1,5318E‐06 3,11E‐05 0,2
06:00 h Tiempo 3 30 2,16695 7,9016E‐06 2,40E‐04 0,3
08:00 h Tiempo 4 40 1,6241 5,9222E‐06 2,40E‐04 0,4
10:00 h Tiempo 5 50 0,415892 1,5165E‐06 3,7913E‐05 1,92E‐03 0,5
12:00 h Tiempo 6 60 0,615334 2,2438E‐06 0,00022438 1,37E‐02 0,6
14:00 h Tiempo 7 73 2,88581 1,0523E‐05 0,00105229 7,79E‐02 0,73
16:00 h Tiempo 8 88 3,5571 1,2971E‐05 0,00129707 1,16E‐01 0,88
18:00 h Tiempo 9 108 1,86458 6,7991E‐06 0,00169977 1,86E‐01 1,08
20:00 h Tiempo 10 119 2,13355 7,7799E‐06 0,00194496 2,35E‐01 1,19
22:00 h Tiempo 11 130 2,11125 7,6985E‐06 0,00192463 2,54E‐01 1,3
24:00 h Tiempo 12 144 2,05749 7,5025E‐06 0,00187563 2,74E‐01 1,44
26:00 h Tiempo 13 153 2,05913 7,5085E‐06 0,00187712 2,91E‐01 1,53
28:00 h Tiempo 14 162 2,52372 9,2026E‐06 0,00230065 3,78E‐01 1,62
30:00 h Tiempo 15 171 2,30952 8,4215E‐06 0,00210538 3,65E‐01 1,71
32:00 h Tiempo 16 179 2,40982 8,7873E‐06 0,00219681 3,99E‐01 1,79
34:00 h Tiempo 17 185 2,4487 8,929E‐06 0,00223226 4,19E‐01 1,85
36:00 h Tiempo 18 192 2,37843 8,6728E‐06 0,0021682 4,22E‐01 1,92
38:00 h Tiempo 19 199 2,48779 9,0716E‐06 0,00226789 4,58E‐01 1,99
110
40:00 h Tiempo 20 205 2,15083 7,8429E‐06 0,00196072 4,08E‐01 2,05
42:00 h Tiempo 21 208 2,18313 7,9606E‐06 0,00199016 4,20E‐01 2,08
Tabla 50. Cálculos para Filtro 2, SEP 15/30.
SEP 15/30 Co 1,00E‐02
Filtro 2 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
02:00 h Tiempo 1 10 0,0325238 1,186E‐07 1,20E‐06 0,1
04:00 h Tiempo 2 20 0,065823 2,4002E‐07 4,87E‐06 0,2
06:00 h Tiempo 3 30 0,0040062 1,4608E‐08 4,44E‐07 0,3
08:00 h Tiempo 4 40 0,017 6,1989E‐08 2,51E‐06 0,4
10:00 h Tiempo 5 50 0,0348996 1,2726E‐07 6,45E‐06 0,5
12:00 h Tiempo 6 60 0,048136 1,7552E‐07 1,07E‐05 0,6
14:00 h Tiempo 7 73 0,56113 2,0461E‐06 1,51E‐04 0,73
16:00 h Tiempo 8 88 1,5618 5,695E‐06 0,0005695 5,08E‐02 0,88
18:00 h Tiempo 9 108 2,34018 8,5333E‐06 0,00085333 9,35E‐02 1,08
20:00 h Tiempo 10 119 3,01124 1,098E‐05 0,00109803 1,33E‐01 1,19
22:00 h Tiempo 11 130 1,63409 5,9586E‐06 0,00148965 1,96E‐01 1,3
24:00 h Tiempo 12 144 1,60655 5,8582E‐06 0,00146454 2,14E‐01 1,44
26:00 h Tiempo 13 153 1,70064 6,2013E‐06 0,00155032 2,41E‐01 1,53
28:00 h Tiempo 14 162 1,87906 6,8519E‐06 0,00171297 2,81E‐01 1,62
30:00 h Tiempo 15 171 1,91878 6,9967E‐06 0,00174918 3,03E‐01 1,71
32:00 h Tiempo 16 179 2,08002 7,5847E‐06 0,00189616 3,44E‐01 1,79
34:00 h Tiempo 17 185 2,12517 7,7493E‐06 0,00193732 3,63E‐01 1,85
36:00 h Tiempo 18 192 2,24361 8,1812E‐06 0,00204529 3,98E‐01 1,92
38:00 h Tiempo 19 199 2,41963 8,823E‐06 0,00220576 4,45E‐01 1,99
40:00 h Tiempo 20 205 2,07108 7,5521E‐06 0,00188801 3,93E‐01 2,05
42:00 h Tiempo 21 208 1,86639 6,8057E‐06 0,00170142 3,59E‐01 2,08
Tabla 51. Cálculos para Filtro 1, SEP 15/30.
SEP 15/30 Co 1,00E‐02
Filtro 1 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
02:00 h Tiempo 1 10 0,015492 5,6491E‐08 5,73E‐07 0,1
04:00 h Tiempo 2 20 0,0244968 8,9326E‐08 1,81E‐06 0,2
06:00 h Tiempo 3 30 0,075021 2,7356E‐07 8,32E‐06 0,3
08:00 h Tiempo 4 40 0,00364418 1,3288E‐08 5,39E‐07 0,4
10:00 h Tiempo 5 50 0,0618922 2,2569E‐07 1,14E‐05 0,5
12:00 h Tiempo 6 60 0,112427 4,0996E‐07 2,49E‐05 0,6
14:00 h Tiempo 7 73 0,0522666 1,9059E‐07 1,41E‐05 0,73
16:00 h Tiempo 8 88 0,131043 4,7784E‐07 4,26E‐05 0,88
18:00 h Tiempo 9 108 0,154314 5,627E‐07 6,16E‐05 1,08
20:00 h Tiempo 10 119 0,0811219 2,9581E‐07 3,57E‐05 1,19
22:00 h Tiempo 11 130 0,303654 1,1073E‐06 2,7681E‐05 3,65E‐03 1,3
111
24:00 h Tiempo 12 144 0,47565 1,7344E‐06 0,00017344 2,53E‐02 1,44
26:00 h Tiempo 13 153 0,978832 3,5692E‐06 0,00035692 5,54E‐02 1,53
28:00 h Tiempo 14 162 1,28 4,6674E‐06 0,00046674 7,67E‐02 1,62
30:00 h Tiempo 15 171 1,34583 4,9075E‐06 0,00049075 8,51E‐02 1,71
32:00 h Tiempo 16 179 0,882894 3,2194E‐06 0,00080485 1,46E‐01 1,79
34:00 h Tiempo 17 185 1,0734 3,9141E‐06 0,00097852 1,84E‐01 1,85
36:00 h Tiempo 18 192 1,16793 4,2588E‐06 0,0010647 2,07E‐01 1,92
38:00 h Tiempo 19 199 1,94212 7,0818E‐06 0,00177045 3,57E‐01 1,99
40:00 h Tiempo 20 205 1,59579 5,8189E‐06 0,00145474 3,02E‐01 2,05
42:00 h Tiempo 21 208 0,511682 1,8658E‐06 0,00046645 9,84E‐02 2,08
Tabla 52. Cálculos para Filtro 0, SEP 15/30.
SEP 15/30 Co 1,00E‐02
Filtro 0 Volumen (l) Abs Y=Ax+B Cf q Co * vol
02:00 h Tiempo 1 10 0,012741 4,6459E‐08 4,71E‐07 0,1
04:00 h Tiempo 2 20 0,00371217 1,3536E‐08 2,75E‐07 0,2
06:00 h Tiempo 3 30 0,01298 4,7331E‐08 1,44E‐06 0,3
08:00 h Tiempo 4 40 0,0149816 5,4629E‐08 2,22E‐06 0,4
10:00 h Tiempo 5 50 0,0510837 1,8627E‐07 9,45E‐06 0,5
12:00 h Tiempo 6 60 0,0774324 2,8235E‐07 1,72E‐05 0,6
14:00 h Tiempo 7 73 0,0195311 7,1219E‐08 5,27E‐06 0,73
16:00 h Tiempo 8 88 0,0354873 1,294E‐07 1,15E‐05 0,88
18:00 h Tiempo 9 108 0,0734904 2,6798E‐07 2,94E‐05 1,08
20:00 h Tiempo 10 119 0,124398 4,5361E‐07 5,47E‐05 1,19
22:00 h Tiempo 11 130 0,103152 3,7614E‐07 4,96E‐05 1,3
24:00 h Tiempo 12 144 1,89723 6,9181E‐06 1,01E‐03 1,44
26:00 h Tiempo 13 153 0,371102 1,3532E‐06 3,383E‐05 5,25E‐03 1,53
28:00 h Tiempo 14 162 0,816954 2,979E‐06 7,4474E‐05 1,22E‐02 1,62
30:00 h Tiempo 15 171 1,03865 3,7874E‐06 9,4684E‐05 1,64E‐02 1,71
32:00 h Tiempo 16 179 0,600727 2,1905E‐06 0,00021905 3,98E‐02 1,79
34:00 h Tiempo 17 185 0,816277 2,9765E‐06 0,00029765 5,58E‐02 1,85
36:00 h Tiempo 18 192 1,04712 3,8183E‐06 0,00038183 7,44E‐02 1,92
38:00 h Tiempo 19 199 2,11974 7,7295E‐06 0,00077295 1,56E‐01 1,99
40:00 h Tiempo 20 205 0,870098 3,1728E‐06 0,00079319 1,65E‐01 2,05
42:00 h Tiempo 21 208 0,511682 1,8658E‐06 0,00046645 9,84E‐02 2,08
10.3 Tablasdelestudiodepresiones
Estas tablas muestran las mediciones de presión y los resultados obtenidos de aplicar la Ley de
Darcy:
Q=K(P1‐P4)*A/L => K=Q*L/A*1/(P1‐P4)
112
Tabla 53. Calculo de presiones para ATA 15/30
Tiempo (h) Tiempo (s) P1 (m) P4 (m) L (m) D (m) A (m2) Q (m3/s) K (m/s)
0 0 0,98 0,92 0,9 0,0125 1,23E‐04 3,13E‐06 3,82E‐01
1 3600 0,96 0,885 0,9 0,0125 1,23E‐04 3,01E‐06 2,95E‐01
2 7200 0,965 0,895 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,95E‐06 3,09E‐01
3 10800 0,96 0,89 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,95E‐06 3,09E‐01
4 14400 0,945 0,875 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,95E‐06 3,08E‐01
5 18000 0,95 0,88 0,9 0,0125 1,23E‐04 3,19E‐06 3,34E‐01
6 21600 0,95 0,88 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,95E‐06 3,08E‐01
7 25200 0,93 0,86 0,9 0,0125 1,23E‐04 3,19E‐06 3,34E‐01
8 28800 0,945 0,865 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,95E‐06 2,70E‐01
9 32400 0,945 0,87 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,78E‐06 2,71E‐01
10 36000 0,96 0,895 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,81E‐06 3,16E‐01
Tabla 54. Calculo de presiones para ATA 20/50
Tiempo (h) Tiempo (s) P1 (m) P4 (m) L (m) D (m) A (m2) Q (m3/s) K (m/s)
0 0 0,96 0,84 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,50E‐06 0,15244
1 3600 0,965 0,84 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,78E‐06 0,1626
2 7200 0,96 0,845 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,78E‐06 0,17674
3 10800 0,96 0,845 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,78E‐06 0,17674
4 14400 0,965 0,85 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,78E‐06 0,17674
5 18000 0,96 0,85 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,50E‐06 0,1663
6 21600 0,94 0,835 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,47E‐06 0,17228
7 25200 0,95 0,845 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,50E‐06 0,17422
8 28800 0,97 0,84 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,78E‐06 0,15635
9 32400 0,96 0,84 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,78E‐06 0,16938
10 36000 0,97 0,83 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,5E‐06 0,13066
113
11 39600 0,955 0,825 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,5E‐06 0,14071
12 43200 0,95 0,83 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,5E‐06 0,15244
13 46800 0,965 0,85 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,5E‐06 0,15907
14 50400 0,96 0,85 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,5E‐06 0,1663
15 54000 0,96 0,855 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,09679
16 57600 0,96 0,85 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,09239
17 61200 0,965 0,86 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,1E‐06 0,07743
18 64800 0,94 0,835 0,9 0,0125 1,23E‐04 8,3E‐07 0,05807
Tabla 55. Calculo de presiones para SEP 15/30
Tiempo (h) Tiempo (s) P1 (m) P4 (m) L (m) D (m) A (m2) Q (m3/s) K (m/s)
0 0 0,96 0,775 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,50E‐06 0,05933
2 7200 0,95 0,75 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,39E‐06 0,05081
4 14400 0,965 0,775 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,39E‐06 0,05349
6 21600 0,96 0,77 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,39E‐06 0,05349
8 28800 0,95 0,77 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,39E‐06 0,05646
10 36000 0,955 0,775 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,05646
12 43200 0,97 0,775 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,05212
14 50400 1 0,68 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,8E‐06 0,04129
16 57600 1 0,665 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,1E‐06 0,0455
18 64800 0,945 0,58 0,9 0,0125 1,23E‐04 2,8E‐06 0,05569
20 72000 0,96 0,565 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,5E‐06 0,0283
22 79200 0,96 0,54 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,5E‐06 0,02662
24 86400 0,97 0,53 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,9E‐06 0,03234
26 93600 1 0,54 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,3E‐06 0,01988
28 100800 0,975 0,51 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,3E‐06 0,01967
30 108000 0,97 0,61 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,3E‐06 0,02541
114
32 115200 0,965 0,58 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,1E‐06 0,02112
34 122400 0,96 0,585 0,9 0,0125 1,23E‐04 8,3E‐07 0,01626
36 129600 0,96 0,59 0,9 0,0125 1,23E‐04 9,7E‐07 0,01923
38 136800 0,97 0,585 0,9 0,0125 1,23E‐04 9,7E‐07 0,01848
40 144000 0,96 0,515 0,9 0,0125 1,23E‐04 8,3E‐07 0,0137
Tabla 56. Calculo de presiones para SEP 6/15
Tiempo (h) Tiempo (s) P1 (m) P4 (m) L (m) D (m) A (m2) Q (m3/s) K (m/s)
0 0 0,995 0,54 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,11E‐06 0,01787
1 3600 0,98 0,48 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,11E‐06 0,01626
2 7200 1 0,48 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,11E‐06 0,01563
3 10800 0,95 0,43 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,25E‐06 0,01759
4 14400 0,955 0,42 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,25E‐06 0,0171
5,5 19800 0,96 0,26 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,25E‐06 0,01307
7 25200 0,945 0,29 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,67E‐06 0,01862
8,5 30600 0,94 0,285 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,67E‐06 0,01862
10 36000 0,97 0,28 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,39E‐06 0,01473
11,5 41400 0,95 0,3 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,39E‐06 0,01563
13 46800 0,96 0,28 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,01495
14,5 52200 0,96 0,27 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,01473
16 57600 0,97 0,3 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,01517
17,5 63000 0,96 0,285 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,01506
19 68400 0,96 0,3 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,4E‐06 0,0154
20,5 73800 0,96 0,295 0,9 0,0125 1,23E‐04 7,4E‐07 0,00816
23,5 84600 0,955 0,3 0,9 0,0125 1,23E‐04 8,3E‐07 0,00931
26,5 95400 0,95 0,3 0,9 0,0125 1,23E‐04 8,3E‐07 0,00938
29,5 106200 0,965 0,305 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,1E‐06 0,01232
115
30,5 109800 0,965 0,31 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,1E‐06 0,01241
31,5 113400 0,975 0,315 0,9 0,0125 1,23E‐04 8,3E‐07 0,00924
32,5 117000 0,965 0,305 0,9 0,0125 1,23E‐04 1,1E‐06 0,01232
33,5 120600 0,97 0,32 0,9 0,0125 1,23E‐04 8,3E‐07 0,00938
10.4 Hojadecaracterísticasdelespectrofotómetro.
V-650 UVNIS Spectrophotometer Specifications Opticat system Single monochromator UV/VIS region: 1200 lines/mm plane grating Czerny- Turner mount Double beam type Light source Deuterium lamp: 190 to 350 nm Halogen lamp: 330 to 900 nm Light source exchange Any wavelength between 330 and 350 nm can be
Wavelenqth selected. Detector Photomultiplier tube Wavelength range 190 to 900 nm Wavelength accuracy ±0.2 nm (at a spectral bandwidth of 0.5 nrn, wavelength: 656.1 nm, when the room temperature is stabilized.) Wavelength repeatability ±0.05 nm Slew speed 12000 nm/min Spectral bandwidth 0.1, 0.2,0.5, 1,2, 5, 10 nm L2, L5, L10 nrn (Iow stray-liqht mode) M1, M2 nm (miCra-Celllmode) Photometric range 0 to 10000 %T -2 to 4 Abs Photometric accuracy ±0.002 Abs (Oto 0.5 Abs) ±0.003 Abs (0.5 to 1 tbs) ±0.3 %T (Tested with NIST SRM 9300) Photometric repeatability ±0.001 Abs (0 to 0.5 Abs) ±0.001 Abs (0.5 to 1 Abs)
Stray light ' 1 % (198 nm KCL 12g/L aqueous solution) 0.005 %(220 nm Nal 10g/L aqueous solution) 0.005 %(340 nm NaN02 50g/L aqueous solution) 0.005 %(370 nm NaN02 50g/L aqueous solution) (spectral bandwidth: L2 nm, 10 mm cell used)
Baseline stability ¡ 0.0003 Abs/hour (value obtained more than two hours after turning on the light source, when the room temperature is stabilized, wavelength: 250 nm, response: slow, and spectral bandwidth: 2nm.)
Baseline flatness ±0.0003 Abs (value obtained after baseline correction with a
116
temperature variation of less than 5°C, wavelength: 200 to 850 nm, response: medium, spectral bandwidth: 2 nm, and wavelength scanning speed: 400 nm/min with smoothing processing)
RMS noise 0.00003 Abs (O Abs, wavelength: 500 nm, measurement time: 60 sec, response: medium, spectral bandwidth: 2 nm)
Power requirements 100,115,200,220,230,240 V ±10 %,145 VA Dimensions and weight 460(W) x 602(0) x 270(H) mm (excluding protrusions) 27 kg
117
10.5 Planodelacolumnadeadsorción
118
11 ÍNDICEDEILUSTRACIONESIlustración 1. Diferentes mecanismos que pueden realizar transporte ...................................... 16
Ilustración 2.Mecanismo de impacto inercial. ............................................................................ 17
Ilustración 3. Mecanismo de acción hidrodinámica. ................................................................... 17
Ilustración 4. Acción de la tensión de cizallamiento. .................................................................. 17
Ilustración 5. Eficiencia del transporte de partículas. ................................................................. 18
Ilustración 6. Potencial zeta según Johnson Alexander .............................................................. 20
Ilustración 7. Variación del potencial de atracción o repulsión en función de la distancia entre
dos esferas. ................................................................................................................................. 20
Ilustración 8. Interacción entre el grano de arena y la partícula con carga positiva en exceso. 21
Ilustración 9. Interacción entre el grano de arena y la partícula de arcilla cargada
negativamente. ........................................................................................................................... 21
Ilustración 10. Interacción entre el grano de arena y la partícula de arcilla con carga positiva . 22
Ilustración 11. Elemento del lecho filtrante. ............................................................................... 23
Ilustración 12. Variación de C y σ en función de L. ..................................................................... 26
Ilustración 13. Variación de la pérdida de carga en función de (L) y (t)...................................... 26
Ilustración 14. Estructura de la sepiolita ..................................................................................... 31
Ilustración 15. Estructura de la atapulgita. ................................................................................. 34
Ilustración 16. Canales de la estructura de atapulgita. ............................................................... 34
Ilustración 17. Estructura molecular del azul de metileno. ........................................................ 39
Ilustración 18. Taladro para instalar tubo pitot. ......................................................................... 40
Ilustración 19. Base de la columna. ............................................................................................. 41
Ilustración 20. Válvula de desagüe con enchufe rápido. ............................................................ 41
Ilustración 21. Codos de acoplamiento. ...................................................................................... 42
Ilustración 22. Filtro de nylon. .................................................................................................... 42
Ilustración 23. Filtro instalado. .................................................................................................... 42
Ilustración 24. Tapones para filtros. ............................................................................................ 43
Ilustración 25. Montaje final con soldadura fría. ........................................................................ 43
Ilustración 26. Fuga de material filtrante. ................................................................................... 44
Ilustración 27. Rejillas para tubos pitot. ...................................................................................... 44
Ilustración 28. Instalación de rejillas. .......................................................................................... 45
Ilustración 29. Resultado final del montaje. ............................................................................... 45
Ilustración 30. Cisterna en funcionamiento. ............................................................................... 46
Ilustración 31. Bidón de alimentación. ........................................................................................ 46
Ilustración 32. Ley de Darcy. ....................................................................................................... 56
Ilustración 33. Estructura índigo‐carmín ..................................................................................... 57
Ilustración 34. Recta de calibrado del azul de metileno ............................................................. 57
Ilustración 35. Isotermas de adsorción, Cf vs Co*Vol. ................................................................ 59
Ilustración 36. Isoterma de Langmuir ......................................................................................... 60
Ilustración 37. Isoterma de Freundlich ....................................................................................... 61
Ilustración 38. Difusion por los tubos pitot del colorante .......................................................... 63
Ilustración 39. Arcilla saturada. ................................................................................................... 64
Ilustración 40. Vaciado de columna. ........................................................................................... 64
Ilustración 41. Ensayo de columna con ATA 15/30. .................................................................... 66
Ilustración 42. Ensayo de columna con ATA 20/50. .................................................................... 67
119
Ilustración 43. Ensayo de columna con SEP 6/15 ........................................................................ 68
Ilustración 44. Ensayo de columna con SEP 15/30 ...................................................................... 69
Ilustración 45. Estudio de presiones del ensayo ATA 15/30 ....................................................... 70
Ilustración 46. Estudio de presiones del ensayo ATA 20/50 ....................................................... 70
Ilustración 47. Estudio de presiones del ensayo SEP 15/30 ........................................................ 71
Ilustración 48. Estudio de presiones del ensayo SEP 6/15 .......................................................... 71
Ilustración 49. Isoterma de Langmuir para SEP 6/15 .................................................................. 77
Ilustración 50. Isoterma de Langmuir para SEP 15/30 ................................................................ 78
Ilustración 51. Isoterma de Langmuir para SEP 30/60 ................................................................ 79
Ilustración 52. Isoterma de Langmuir para ATA 15/30 ............................................................... 80
Ilustración 53. Isoterma de Langmuir para ATA 20/50 ............................................................... 81
Ilustración 54. Isoterma de Feundlich para SEP 6/15 ................................................................. 82
Ilustración 55. Isoterma de Feundlich para SEP 15/30 ............................................................... 83
Ilustración 56. Isoterma de Feundlich para SEP 30/60 ............................................................... 84
Ilustración 57. Isoterma de Feundlich para ATA 15/30 ............................................................... 85
Ilustración 58. Isoterma de Feundlich para ATA 20/50 ............................................................... 86
120
12 ÍNDICEDETABLASTabla 1. Composición de la sepiolita de Tolsa. ............................................................................ 31
Tabla 2. Composición de la Atapulgita de Tolsa. ......................................................................... 33
Tabla 3. Conocidos adsorbatos de atapulgita. ............................................................................ 33
Tabla 4. Producción nacional de arcillas especiales .................................................................... 35
Tabla 5. Cifras generales del Grupo TOLSA. ................................................................................ 35
Tabla 6. Importaciones de arcillas especiales (en toneladas y k€) .............................................. 36
Tabla 7. Exportaciones de arcillas especiales (en toneladas y k€) .............................................. 37
Tabla 8. Adsorbentes poliméricos comerciales ........................................................................... 54
Tabla 9. Características físico‐químicas de algunos carbones activos. ....................................... 54
Tabla 10. Parámetros de las Isotermas de Langmuir .................................................................. 60
Tabla 11. Parámetros de las Isotermas de Freundlich ................................................................ 61
Tabla 12. Resumen ensayo ATA 15/30 ........................................................................................ 65
Tabla 13. Resumen ensayo ATA 20/50 ........................................................................................ 66
Tabla 14. Resumen ensayo SEP 6/15. ......................................................................................... 67
Tabla 15. Resumen ensayo SEP 15/30 ........................................................................................ 68
Tabla 16. Recta de calibrado del azul de metileno ..................................................................... 74
Tabla 17. Peso húmedo, en seco y porcentaje de humedad de las arcillas ................................ 74
Tabla 18. Cálculos para Isoterma de SEP 6/15 ............................................................................ 75
Tabla 19. Cálculos para Isoterma de SEP 15/30 .......................................................................... 75
Tabla 20. Cálculos para Isoterma de SEP 30/60 .......................................................................... 75
Tabla 21. Cálculos para Isoterma de ATA 15/30 ......................................................................... 76
Tabla 22. Cálculos para Isoterma de ATA 20/50 ......................................................................... 76
Tabla 23. Isoterma de Langmuir para SEP 6/15 .......................................................................... 76
Tabla 24. Isoterma de Langmuir para SEP 15/30 ........................................................................ 77
Tabla 25. Isoterma de Langmuir para SEP 30/60 ........................................................................ 78
Tabla 26. Isoterma de Langmuir para ATA 15/30 ....................................................................... 79
Tabla 27. Isoterma de Langmuir para ATA 20/50 ....................................................................... 80
Tabla 28. Isoterma de Feundlich para SEP 6/15 .......................................................................... 81
Tabla 29. Isoterma de Feundlich para SEP 15/30 ........................................................................ 82
Tabla 30. Isoterma de Feundlich para SEP 30/60 ........................................................................ 83
Tabla 31. Isoterma de Feundlich para ATA 15/30 ....................................................................... 84
Tabla 32. Isoterma de Feundlich para ATA 20/50 ....................................................................... 85
Tabla 33. Ensayo ATA 15/30 ........................................................................................................ 86
Tabla 34. Cálculos para Filtro 3, ATA 15/30 ................................................................................ 89
Tabla 35. Cálculos para Filtro 2, ATA 15/30 ................................................................................ 90
Tabla 36. Cálculos para Filtro 1, ATA 15/30 ................................................................................ 90
Tabla 37. Cálculos para Filtro 0, ATA 15/30. ............................................................................... 91
Tabla 38. Ensayo ATA 20/50 ........................................................................................................ 91
Tabla 39. Cálculos para Filtro 3, ATA 20/50. ............................................................................... 95
Tabla 40. Cálculos para Filtro 2, ATA 20/50. ............................................................................... 96
Tabla 41. Cálculos para Filtro 1, ATA 20/50. ............................................................................... 96
Tabla 42. Cálculos para Filtro 0, ATA 20/50. ............................................................................... 97
Tabla 43. Ensayo SEP 6/15 .......................................................................................................... 97
Tabla 44. Cálculos para Filtro 3, SEP 6/15. ................................................................................ 102
121
Tabla 45. Cálculos para Filtro 2, SEP 6/15. ................................................................................ 103
Tabla 46. Cálculos para Filtro 1, SEP 6/15. ................................................................................ 103
Tabla 47. Cálculos para Filtro 0, SEP 6/15. ................................................................................ 104
Tabla 48. Ensayo SEP 15/30 ...................................................................................................... 105
Tabla 49. Cálculos para Filtro 3, SEP 15/30. .............................................................................. 109
Tabla 50. Cálculos para Filtro 2, SEP 15/30. .............................................................................. 110
Tabla 51. Cálculos para Filtro 1, SEP 15/30. .............................................................................. 110
Tabla 52. Cálculos para Filtro 0, SEP 15/30. .............................................................................. 111
Tabla 53. Calculo de presiones para ATA 15/30 ........................................................................ 112
Tabla 54. Calculo de presiones para ATA 20/50 ........................................................................ 112
Tabla 55. Calculo de presiones para SEP 15/30 ........................................................................ 113
Tabla 56. Calculo de presiones para SEP 6/15 .......................................................................... 114
122
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