DESINFECCION CLORO YOPAL
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COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
“COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLORITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE
HIPOCLORITO DE SODIO”
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
BOGOTÁ 2007
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
“COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLORITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE
HIPOCLORITO DE SODIO”
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
Pasantía de Grado para optar el título de Ingeniera Ambiental y Sanitaria
Directora: ROSALINA GONZÁLEZ FORERO Ingeniera Química
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
BOGOTÁ 2007
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
Nota de aceptación ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________
_____________________________ Decano
_____________________________ Director (a)
_____________________________ Jurado
_____________________________ Jurado
Bogota, 17 de noviembre de 2007
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
Ni la Universidad, ni el Asesor, ni el jurado son responsables de las ideas expuestas por el Autor en este trabajo de grado.
Reglamento Estudiantil. Capítulo 12 - Artículo 97. Bogotá, Abril de 2005
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
A DIOS, quien guía mi camino. A mis padres, Luis y Amelia, por su gran amor, paciencia y apoyo incondicional que han tenido durante toda mi vida en el logro de mis metas. A mis hermanos, Javier y Daniel, por brindarme su apoyo siempre que lo he necesitado. A Hidalguito, mi amorcito, por su compañía, paciencia y colaboración. A mis familiares por su interés y valiosa colaboración, especialmente a mi tía Pilar por su gran apoyo. A mis amigos (especialmente Dalia y Carolina) por estar conmigo en todo momento.
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ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
Agradecimientos
La Autora expresa sus agradecimientos a: SAÚL ANTONIO PEÑARANDA, Químico, Laboratorio Salud Ambiental, Instituto Nacional de Salud, Asesor de éste proyecto, por sus valiosos aportes, interés, confianza, experiencia y gran apoyo en el desarrollo del proyecto. ROSALINA GONZALEZ, Ingeniera Química, Docente de la Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la Universidad de la Salle, por su asesoría y colaboración en la elaboración del documento. LA SECRETARIA DE SALUD DE CASANARE, sus directivas y personal, por abrirme las puertas y dejarme llevar a cabo éste proyecto, brindándome la asesoría y el respaldo necesarios. EL HOSPITAL DE YOPAL, sus directivas y en especial al personal de la División Ambiental, por permitirme llevar a cabo la implementación de éste proyecto, contando siempre con su colaboración. MIS COMPAÑERAS DE TRABAJO, Andrea, Ingrid y Catherine por su apoyo incondicional, su colaboración, y compañía que me brindaron durante el desarrollo de éste proyecto. LA UNIVERSIDAD DE LA SALLE, por todas las enseñanzas y aportes en mi desarrollo profesional. Y en general a todos aquellos que de una u otra forma contribuyeron con la realización de este trabajo.
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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TABLA DE CONTENIDO
PÁG. ABSTRACT........................................................................................................................................................11 RESUMEN .........................................................................................................................................................12 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................14 OBJETIVOS ......................................................................................................................................................16 1 MARCO TEÓRICO................................................................................................................................17
1.1 EL AGUA Y LA SALUD HUMANA ..............................................................................................17 1.2 MÉTODOS DE DESINFECCIÓN.................................................................................................19
1.2.1 Métodos convencionales..................................................................................................20 1.2.1.1 Cloración ............................................................................................................................................20
1.2.2 Métodos No convencionales ..............................................................................................25 1.2.2.1 Luz Ultravioleta ...........................................................................................................................25 1.2.2.2 Ozonización ................................................................................................................................26 1.2.2.3 Oxidantes mezclados...............................................................................................................27 1.2.2.4 Hipoclorito generado in-situ ...................................................................................................31
2 MARCO LEGAL.....................................................................................................................................34 3 IDENTIFICACIÓN DEL LUGAR DE TRABAJO....................................................................................38
3.1 HOSPITAL DE YOPAL E.S.E.........................................................................................................38 3.2 DESCRIPCIÓN PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE ........................................41 3.3 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE GENERACIÓN DE HIPOCLORITO DE SODIO IN- SITU, UBICADO EN EL HOSPITAL DE YOPAL ..................................................................................................44
3.3.1 Componentes ......................................................................................................................44 3.3.2 Especificaciones técnicas .................................................................................................44 3.3.3 Principio Básico .....................................................................................................................45 3.3.4 Ensamble e Instalación del equipo ................................................................................46
3.3.4.1 Condiciones previas ..............................................................................................................46
3.3.4.2 Ensamble del equipo sin energía conectada................................................................47 3.3.5 Mantenimiento .....................................................................................................................49 3.3.6 Costos de Operación .........................................................................................................49 3.3.7 Características y usos del hipoclorito de sodio generado ......................................50
4 METODOLOGÍA....................................................................................................................................51 4.1 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN .......................................................................................54 4.2 TRABAJO DE CAMPO ...............................................................................................................56
4.2.1 Primera fase: desinfección utilizando el método convencional............................56 4.2.2 Segunda fase: desinfección utilizando hipoclorito de sodio generado in-situ ..58 4.2.3 Estabilidad del cloro residual en el sistema (Muestreo diario) ................................61
4.3 PRUEBAS DE LABORATORIO ....................................................................................................62 4.3.1 Análisis fisicoquímicos .........................................................................................................63
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4.3.2 Análisis Bacteriológicos ......................................................................................................64 5 RESULTADOS OBTENIDOS...................................................................................................................65
5.1 PRIMERA Y SEGUNDA FASE......................................................................................................65 5.2 ANALISIS DE RESULTADOS ........................................................................................................74 5.3 ANÁLISIS RESULTADOS TRABAJO DE CAMPO .....................................................................78
6 ANÁLISIS BENEFICIO COSTO ............................................................................................................80 7 CONCLUSIONES...................................................................................................................................85 8 RECOMENDACIONES .........................................................................................................................88 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................................89 ANEXOS ..........................................................................................................................................................90
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LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Cuadro comparativo desinfectantes 22
Tabla 2. Criterios organolépticos y físicos de la calidad del
agua potable 35
Tabla 3. Criterios químicos de la calidad del agua potable 35
Tabla 4. Criterios de calidad química para características
con implicaciones de tipo económico o acción indirecta
sobre la salud 36
Tabla 5. Valores microbiológicos admisibles 37
Tabla 6. Descripción unidades planta de tratamiento de agua 42
Tabla 7. Cuadro general de especificaciones equipo HC-5 45
Tabla 8. Costos hipoclorito generado in-situ en un tiempo
de 24 horas 50
Tabla 9. Ventajas y desventajas de los diferentes métodos
de desinfección 54
Tabla 10. Control de producción de hipoclorito de sodio in-situ
Hospital de Yopal 60
Tabla 11. Procedimiento análisis de laboratorio 63
Tabla 12. Resultados prueba “t” pareada 75
Tabla 13. Valores de t experimental y t tabla 76
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Tabla 14. Resultados análisis del coeficiente de correlación
y concordancia 77
Tabla 15. Cálculo valor de cloro producido in-situ 79
Tabla 16. Resumen costos tabla 83
Tabla17. Costo agua Acueducto Municipal 83
Tabla 18. Análisis B/C opción A 83
Tabla 19. Análisis B/C opción B 84
Tabla 20. Control diario cloro residual segunda fase 111
Tabla 21. Parámetros espectrofotómetro DR/2000 116
Tabla 22. Resultados muestreo primera fase- salida pozo profundo 118
Tabla 23. Resultados muestreo primera fase- grifo cocina 119
Tabla 24. Resultados muestreo segundo fase- salida pozo profundo 120
Tabla 25. Resultados muestreo segundo fase- grifo cocina 121
Tabla 26. Registro control diario PTAP Hospital de Yopal 125
Tabla 27. Costos desinfección HTH 131
Tabla 28. Costos totales hipoclorito de sodio generado in-situ 132
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LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Esquema de la celda de electrólisis para obtener la
mezcla de gases generados in-situ para desinfección (MOGGOD) 29
Figura 2. Esquema producción de hipoclorito de sodio in-situ 32
Figura 3. Plano urbano municipio de Yopal – ubicación Hospital 38
Figura 4. Esquema interno de las operaciones 44
Figura 5. Esquema equipo para la producción de Hipoclorito de
sodio in-situ 44
Figura 6. Diagrama de flujo metodología del trabajo 52
Figura 7. Esquema distribución del Hospital de Yopal E.S.E y puntos
de muestreo 53
Figura 8. Esquema procedimiento análisis de hipoclorito
generado in-situ 62
Figura 9. Gráfica Dureza Total 65
Figura 10. Gráfica Sulfatos 66
Figura 11. Gráfica Hierro Total 67
Figura 12. Gráfica Cloruros 67
Figura 13. Gráfica Nitritos 68
Figura 14. Gráfica Alcalinidad Total 69
Figura 15. Gráfica Color 70
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Figura 16. Gráfica pH 70
Figura 17. Gráfica fosfatos 71
Figura 18. Gráfica bacteriológico 72
Figura 19. Gráfica Cloro Residual 73
Figura 20. Coeficiente de Concordancia (Pc) 77
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LISTA DE FOTOS
Pág.
Foto 1. Pozo profundo Hospital de Yopal 39
Foto 2. Tanque subterráneo 1 39
Foto 3. Tanque elevado 40
Foto 4. Tanque subterráneo 2 40
Foto 5. Planta de Tratamiento de Agua Potable Hospital de Yopal 41
Foto 6. Electrodo equipo HC 5 47
Foto 7. Amperímetro 48
Foto 8. Equipo listo para la producción del hipoclorito de sodio 49
Foto 9. Módulo inyección de químicos 56
Foto 10. Punto 1: salida pozo profundo 57
Foto 11. Punto 2: grifo cocina 57
Foto 12. Ubicación del equipo frente a la PTAP 58
Foto 13. Ubicación del dosificador dentro de la PTAP 58
Foto 14. Bidón de producción 59
Foto 15. Buretas digitales BRAND y reactivos 114
Foto 16. Ph-metro 117
Foto 17. Espectrofotómetro dr/2000 117
Foto 18. Análisis con espectrofotómetro HACH DR 2000 118
Foto 19. Preparación material pruebas de titulación 118
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LISTA DE ANEXOS
Pág.
ANEXO 1. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA HOSPITAL DE
YOPAL 91
ANEXO 2. MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PLANTA DE
TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE DEL HOSPITAL DE YOPAL 92
ANEXO 3. CONTROL DIARIO CLORO RESIDUAL SEGUNDA FASE 111
ANEXO 4. CÓMO MEDIR LA CONCENTRACIÓN DE HIPOCLORITO DE
SODIO RECIÉN PRODUCIDO PARA ASEGURAR LA CALIDAD 112
ANEXO 5. PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACIÓN DE ANÁLISIS
FISICOQUÍMICOS 114
ANEXO 6. REGISTRO FOTOGRÁFICO LABORATORIO DE AGUAS
SECRETARIADE SALUD DE CASANARE 117
ANEXO 7. REPORTE DE RESULTADOS MUESTREO PRIMERA FASE 118
ANEXO 8. REPORTE DE RESULTADOS MUESTREO SEGUNDA FASE 120
ANEXO 9. METODOLOGÍA ANÁLISIS DE RESULTADOS 122
ANEXO 10. PARALELO CAMBIO DE NORMATIVIDAD AGUA PARA
CONSUMO HUMANO 123
ANEXO 11. REGISTROS CONTROL DIARIO PTAP HOSPITAL DE YOPAL 125
ANEXO 12. COSTOS DE LOS DOS SISTEMAS DE DESINFECCIÓN 131
ANEXO 13. MEMORIA DE CÁLCULOS ANALISIS BENEFICIO-COSTO 133
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ABSTRACT
In this work the comparison became of two systems of disinfection,
conventional and nonconventional in the Plant of Treatment of Drinkable
Water of the Hospital of Yopal - Casanare; the non conventional system
consists on the chlorination with sodium hypochlorite generated on-site.
The comparison was executed out with the purpose of knowing the
behavior of the system of production of sodium hypochlorite on-site by
means of the implementation in field of this disinfection system in front of
the conventional system used in the PTAP (application of Calcium
hypochlorite), it was made by means of the application of a programming
of samplings in two points of the system of distribution of the plant, carrying
out the analysis of parameters organoleptical, physiochemical and
bacteriological of the water tried for each one of the systems during a
period of two months, one for each system, carrying out the report of three
weekly tests in the previously established points.
Starting from these results was carried out the comparison of the systems
and you determine the effectiveness and some of the benefits of the
system of generation of sodium hypochlorite in situ like their low costs and
operation easiness.
Finally is carried out the analysis benefit-cost for the implementation of this
system in small plants of treatment of water.
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12
RESUMEN
En el presente trabajo se realizó la comparación de dos sistemas de
desinfección, uno convencional, aplicación de Hipoclorito de Calcio (HTH)
y otro no convencional, cloración con hipoclorito de sodio generado in-situ
en la Planta de Tratamiento de Agua Potable del Hospital de Yopal
Casanare.
La comparación se ejecutó con el fin de conocer el comportamiento del
sistema de producción de hipoclorito de sodio in situ mediante la
implementación en planta de éste sistema de desinfección, frente al
sistema convencional utilizado en la PTAP (aplicación de Hipoclorito de
Calcio), lo anterior se hizo mediante la aplicación de una programación
de muestreos en dos puntos, antes del tratamiento (salida del pozo
profundo) y en la cocina del hospital (punto más lejano red de
distribución), realizando el análisis de parámetros organolépticos,
fisicoquímicos y bacteriológicos del agua tratada para cada uno de los
sistemas durante un periodo de dos meses, uno por cada sistema,
realizando el reporte de tres pruebas semanales en los puntos previamente
establecidos.
A partir de los resultados obtenidos se efectuó la comparación de los
sistemas y se determinó la efectividad mediante las pruebas
bacteriológicas realizadas que arrojaron como resultado 0 UFC/100ml para
los dos sistemas después de la desinfección; el sistema de generación de
hipoclorito de sodio in-situ, presentó beneficios tales como sus bajos costos,
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el cloro residual mantenido en la red de distribución del Hospital, que
mostraron que el 75% de los días muestreados se encontraron dentro del
rango establecido (0,2 – 1 mg/L), al igual que su fácil operación y
mantenimiento por parte del operario de la planta.
Finalmente se hizo la relación beneficio-costo para la implementación del
sistema de generación de hipoclorito de sodio in-situ en pequeñas plantas
de tratamiento de agua, donde se obtuvo un valor mayor a 1, lo cual
asegura que el sistema implementado con ésta generación es más
ventajoso que tratarla con Hipoclorito de Calcio (HTH) para la desinfección
del agua.
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INTRODUCCIÓN
La desinfección es uno de los procesos unitarios más importantes dentro
del tratamiento de agua para potabilización ya que es una de las
alternativas para la solución de los problemas ocasionados por
enfermedades, pues elimina los organismos patógenos perjudiciales para
la salud humana, además de ser sensible puesto que se ve afectada por
varios factores tales como la temperatura, la turbiedad, el pH, entre otros.
Es claro que en los países en desarrollo no son tan importantes las
investigaciones ni el control de los sub-productos de la desinfección, pero
definitivamente si es de gran importancia el conocimiento de tecnologías
simples, apropiadas y confiables que sean aceptables por los usuarios; que
tengan costos reducidos de operación y mantenimiento, además que
sean sencillos, económicos y aplicables en los pequeños municipios de
nuestro país, especialmente del departamento de Casanare donde se
desarrolló el presente proyecto.
Casanare cuenta con 19 municipios de los cuales 13 no superaron el 30%
de aceptabilidad en las muestras tomadas para la Vigilancia de la Calidad
de Agua en el año 2006 (Secretaría de Salud de Casanare, 2007), teniendo
en común problemas con la desinfección ya sea que no alcanzan valores
para cloro residual dentro del rango establecido por la normatividad o
simplemente que aun no poseen dicho tratamiento.
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15
El objetivo principal de éste trabajo es comparar el sistema de generación
de hipoclorito de sodio in situ que está basado en la electrólisis de una
solución de cloruro de sodio y agua en la cual se genera una solución al
1% de concentración y se presenta como una alternativa para la
desinfección del agua que ha sido implementado en pequeñas
comunidades de Estados Unidos y América Latina frente a los sistemas
convencionales utilizados como aplicación cloro en sus diferentes
presentaciones a nivel comercial, gas, granulado o líquido.
El presente documento se desarrolla en siete
capítulos, el primero contiene la investigación de las diferentes
metodologías para la desinfección del agua, convencionales y no
convencionales obtenidas a través de revisiones bibliográficas, en el
segundo se hace una identificación del lugar de trabajo y del equipo de
generación de hipoclorito de sodio in situ, posteriormente en el tercer
capítulo se muestra la metodología de trabajo, en el cuarto se tienen los
resultados obtenidos de la comparación de las metodologías de
desinfección de agua en la PTAP del Hospital de Yopal y en los capítulos
finales se realiza el análisis de los resultados y se obtienen las conclusiones
de dicha comparación.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Realizar la comparación del sistema de desinfección de aguas
subterráneas usando hipoclorito de sodio generados in- situ con el sistema
convencional de aplicación de cloro (hipoclorito de calcio).
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Implementar el sistema de generación de hipoclorito de sodio in situ
en el Hospital de Yopal (Casanare).
Verificar la estabilidad del cloro residual en el sistema, utilizando el
hipoclorito de sodio generado in situ y compararlo frente al sistema
convencional.
Calcular la relación beneficio-costo del sistema de generación de
hipoclorito de sodio in situ para la desinfección del agua subterránea
en el Hospital de Yopal.
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1 MARCO TEÓRICO
La desinfección es uno de los procesos unitarios más importantes y de
cuidado dentro del tratamiento de agua potable, pues se debe garantizar
la eliminación de partículas suspendidas que reaccionen con los
desinfectantes y puedan formar subproductos desagradables y causar
efectos nocivos en la salud; también es importante porque al desinfectar
se garantiza un agua libre de microorganismos perjudiciales a la salud
humana.
1.1 EL AGUA Y LA SALUD HUMANA El manejo deficiente de los recursos hídricos, las descargas de agua
residuales sin tratamiento y las limitaciones de infraestructura del
tratamiento del agua para consumo humano contribuyen
significativamente a deteriorar la calidad del agua que se distribuye a los
usuarios.
Los sistemas de abastecimiento de agua sin tratar, o con un tratamiento
inadecuado, siguen siendo la mayor amenaza para la salud pública, de
hecho desde hace tiempo se reconoce que existe una correlación entre la
calidad y cobertura de los servicios de agua potable y saneamiento con la
calidad de vida y la salud de la población. La deficiencia de cobertura del
agua potable y la desinfección inadecuada de los sistemas de
abastecimiento de agua, sumada a una vigilancia sanitaria limitada, son
factores que generan problemas de salud que requieren atención médica
para combatirlos. En la mayoría de casos, los brotes de enfermedades
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transmitidas por el agua se producen en sistemas de abastecimiento con
inadecuada desinfección o sin ella.
Los agentes patógenos transmitidos por el agua se agrupan en tres clases
generales: bacterias, virus y protozoarios parasitarios, cada una con
diversas especies identificadas. Las bacterias y virus contaminan tanto las
aguas superficiales como las subterráneas, mientras que los protozoarios
parasitarios aparecen predominantemente en el agua superficial.
Entre las enfermedades y los factores de mala salud directamente
relacionados con el agua, el saneamiento y la higiene, se incluyen la
diarrea infecciosa (cólera, salmonelosis, sigelosis, amebiasis y otras
infecciones virales y protozoarias), fiebres tifoidea y paratifoidea, hepatitis
aguda A, E y F, fluorosis, arsenicosis, legionelosis, esquistosomiasis, tracoma,
infecciones debidas a helmintos intestinales (ascariasis, tricuriasis,
anquilostomiasis), dengue, filariasis (filariasis linfática y oncocerciasis),
malaria, fiebre amarilla.
Las medidas tomadas en el abastecimiento de agua y el saneamiento
deben estar integradas con otras actividades de la atención primaria de la
salud, particularmente con la educación y promoción de la salud tanto en
el hogar como en la comunidad, al igual que con la atención materno-
infantil.
La principal ventaja del agua potable desinfectada con cloro es la
protección de la salud pública a través del control de las enfermedades
transmitidas por el agua; es así como la cloración desempeña una función
primordial en el control de los agentes patógenos presentes en el agua, tal
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19
como se demuestra con la ausencia de enfermedades transmitidas por el
agua, como la tifoidea y el cólera, en los países desarrollados.
Los riesgos a la salud de los subproductos son pequeños comparados con
los riesgos asociados con las enfermedades propagadas a través del agua,
por lo cual, es importante continuar con el proceso de desinfección,
mientras se encuentra una alternativa efectiva para asegurar un suministro
de agua más seguro.
1.2 MÉTODOS DE DESINFECCIÓN El más importante requerimiento individual del agua de consumo humano
es que debe estar libre de cualquier microorganismo que pueda transmitir
enfermedades al consumidor. Los procesos tales como el
almacenamiento, sedimentación, coagulación, floculación y filtración
rápida, reducen en grado variable el contenido bacteriológico del agua,
pero esto no asegura que el agua que producen sea bacteriológicamente
apta para el consumo, por lo cual se necesita de una desinfección final.
La desinfección del agua se encarga de la destrucción y/o desactivación
completa, de los microorganismos dañinos presentes en el agua. Se le
realiza usando medios físicos o químicos. Los siguientes factores influyen en
la desinfección del agua:
1) La naturaleza y número de los organismos a ser destruidos.
2) El tipo y concentración del desinfectante usado.
3) La temperatura del agua a ser desinfectada: cuanto más baja sea la
temperatura, más rápida y eficiente es la desinfección.
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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4) El tiempo de contacto; el efecto de desinfección se vuelve más
completo cuando los desinfectantes permanecen más tiempo en
contacto con el agua.
5) La naturaleza del agua a ser desinfectada; si el agua contiene materia
particulada, especialmente de naturaleza coloidal y orgánica, el proceso
de desinfección es generalmente obstaculizado.
6) El pH del agua.
7) Mezcla; una buena mezcla asegura la adecuada dispersión del
desinfectante a través de toda el agua y, así, promueve el proceso de
desinfección.1
1.2.1 Métodos convencionales
1.2.1.1 Cloración
• Cloro gas
El cloro es un gas tóxico de color amarillo-verdoso, tiene un olor
característico penetrante e irritante, es más pesado que el aire, como gas
seco, el cloro no es corrosivo, pero ante la presencia de humedad se
vuelve altamente corrosivo para todos los metales, excepto la plata y el
plomo. La forma en que se debe usar el desinfectante se rige por varios
factores tales como la cantidad de agua a ser tratada, costo y
disponibilidad de sustancias químicas, el equipo necesario para su
aplicación y la habilidad requerida para operación y control. Para plantas
de tratamiento de agua superiores a los 500,000 litros diarios, se ha
descubierto que el gas de cloro es el más económico. Para
1 Sistemas de abastecimiento de agua para pequeñas comunidades: tecnología de pequeños sistemas de abastecimiento de agua en países en desarrollo / CEPIS, 1988
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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abastecimientos pequeños, se dispone de controladores de gas de cloro
montados en el cilindro, pero estos no pueden alimentar con precisión
cantidades muy pequeñas de gas. Se dispone de dos métodos diferentes
para la aplicación controlada del gas de cloro:
A) Alimentador de solución: Primero se disuelve el gas en un volumen
pequeño de agua y la solución de cloro resultante es alimentada a la
corriente principal del agua a ser desinfectada. La disolución del gas en un
volumen pequeño de agua promueve la dispersión completa y rápida en
el punto de aplicación.
B) Alimentación directa: Aquí se alimenta el gas directamente al punto de
aplicación. Se necesita un tipo especial de difusor o tubería perforada (de
plata o plástico) para la dispersión adecuada del gas.
El cloro es un gas peligroso, por lo que debe manejarse con cuidado. Para
garantizar la mayor seguridad y economía, los sistemas de cloración de
gas deben ser diseñados e instalados por personas experimentadas y
deben ubicarse lejos de laboratorios, almacenes, oficinas, salas de
operación, etc., para evitar la contaminación ante una posible fuga.
Los cilindros que contienen cloro no se deben guardar donde les dé la luz
solar directa para evitar que se calienten. Se debe proporcionar la
ventilación adecuada a las instalaciones, siempre en el nivel del piso ya
que el cloro es más pesado que el aire. Los cilindros de una tonelada de
capacidad se colocan en posición horizontal, por lo cual deberán contar
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con grúas para su recambio y de un sistema de anclaje para evitar su
rodamiento.2
La cloración del agua potable se lleva a cabo mediante el burbujeo del
cloro gaseoso o mediante la disolución de los compuestos de cloro y su
posterior dosificación.
Cl2 + H2O = H+ + Cl- + HOCl (ácido hipocloroso)
• Hiploclorito de Calcio.
El hipoclorito de Calcio puro (Ca(ClO)2) tiene de 60 a 70 por ciento de
contenido disponible de cloro y se conserva durante más de un año bajo
condiciones normales de almacenamiento. Se les puede obtener en
paquetes de 2,3 Kg. y en latas de hasta 45 Kg.; también están disponibles
en forma granular o de tabletas. Es inestable cuando se expone a la luz
solar y a fuentes térmicas (mayor de 50° C). Es un buen desinfectante,
bactericida, algicida, funguicida y blanqueador. Altera su composición
química cuando es almacenado en lugares húmedos; el producto es
higroscópico.
Ca(OCl)2 + 2H2O = Ca++ + 2OH- + 2HOCl
• Hipoclorito de Sodio.
Como solución, el hipoclorito de sodio (NaOCl) contiene de 12 a 15 por
ciento de cloro disponible en el producto comercial. Las soluciones caseras
blanqueadoras de hipoclorito de sodio por lo general contienen solo del 3
al 5 por ciento de cloro disponible (con un pH de alrededor de 11, es
irritante). En disolución acuosa sólo es estable a pH básico. Al acidular en
2 SOLSONA, Felipe y MENDEZ, Juan Pablo. Desinfección del agua. Publicaciones CEPIS/OPS. Lima: 2002. Pág. 11
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presencia de cloruro libera cloro elemental. Por esto debe almacenarse
alejado de cualquier ácido.
NaOCl (hipoclorito de sodio) + H2O = Na+ + OH- + HOCl
El hipoclorito de sodio en solución, es clara, de ligero color amarillento y un
olor característico. El hipoclorito de sodio tiene una densidad relativa de
1,1 (5,5% solución acuosa). Puede ser fácilmente transportado y
almacenado. Cuando se produce en el sitio es seguro. El hipoclorito de
sodio es tan efectivo como el gas cloro para la desinfección y también
produce desinfección residual.
• Cal clorada.
Conocida como polvo blanqueador o de desmanche, antes de la
utilización del cloro en forma líquida, se lograba la cloración mediante el
uso de cal clorada. Es una combinación suelta de cal apagada y gas de
cloro, con la composición del 25 al 37 % de cloro.
CaO. 2CaOCl2. 3H2O
Cuando se le añade al agua, se descompone para producir ácido
hipocloroso, HOC1. Cuando está fresca, la cal clorada tiene un contenido
de cloro de 33 a 37 por ciento. La cal clorada es inestable, al exponerla al
aire, la luz y la humedad, estos agentes hacen que el contenido de cloro
descienda en forma rápida. Se debe almacenar el compuesto en lugar
oscuro, fresco y seco, en contenedores cerrados y resistentes a la
corrosión.
La cloración es la adición de cloro gaseoso o compuestos de cloro en el
agua, es uno de los procedimientos más usados en desinfección del agua,
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se ha utilizado desde comienzos del presente siglo, en la tabla No. 1 se
observa una comparación de los diferentes desinfectantes usados en la
cloración. 3
A pesar de que este procedimiento sigue siendo el más usado para destruir
microorganismos, se presentan dificultades técnicas, sociopolíticas,
económicas y culturales que han hecho que los sistemas de dosificación
de soluciones de hipoclorito de sodio sean ineficientes, ya que no se
mantiene en funcionamiento regular por la disolución que hay que
preparar en relación a la periodicidad y en la cuantía adecuados, más
aun si la persona que la prepara no tiene conocimientos técnicos en la
materia. Razón por la que la cloración por el sistema habitual ha resultado
inefectiva y, en ocasiones, contraproducente, al generar una falsa idea de
potabilidad del agua, en especial en las pequeñas poblaciones.
Tabla 1. Cuadro comparativo desinfectantes
NOMBRE DEL PRODUCTO QUÍMICO
NOMBRE
COMERCIAL O COMUN
CARACTERÍSTICAS
CONTENIDO DE CLORO
ENVASE USUAL
Cloro Cloro licuado, cloro gaseoso
Gas licuado a presión 99,8% Cilindros de 40 y 70 kg
Hipoclorito De Calcio
HTH, Percloron Polvo, gránulos y tabletas. Razonablemente estable, pero en contacto con sustancias orgánicas puede iniciar combustión.
65-70% Latas de 1,5 kg, tambores 45-135 kg, baldes plástico
Hipoclorito de Sodio
Hipoclorito de Sodio, blanqueador líquido
Líquido amarillo pálido. Pierde potencia rápidamente a concentraciones mayores de 7%
1-15% Diversos tamaños de botellas de plástico y vidrio, y garrafones
Cal clorada Cal clorada, Polvo blanqueador
Polvo blanco, se deteriora rápidamente cuando se expone a temperatura alta y/o luz solar
15-35% Tambores 45-135 kg, bolsas plásticas o de papel de 25-40 kg
Fuente: Guía para la selección y aplicación de tecnologías, 1995.
3 Organización Panamericana de la Salud. División de Salud y Ambiente. Manual de desinfección: Guías para la selección y aplicación de tecnologías de desinfección del agua para consumo humano en pueblos pequeños y comunidades rurales en América Latina y el Caribe. Washington: 1995. PÁG 118
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1.2.2 Métodos No convencionales
A continuación se presentan otros métodos de desinfección:
1.2.2.1 Luz Ultravioleta
Este proceso incluye la exposición del agua a la radiación UV en un rango
que se encuentra entre 240 y 280 nm (nanómetros), obteniéndose la
máxima eficiencia desinfectante cerca de los 260 nm. Esta técnica se
viene aplicando cada vez más para el tratamiento de aguas residuales,
pero su aplicación ha sido muy limitada en el tratamiento de agua para
potabilización puesto que no tiene acción residual.
El mecanismo se basa en un fenómeno físico por el cual las ondas cortas
de la radiación ultravioleta inciden sobre el material genético (ADN) de los
microorganismos y los virus, y los destruye en corto tiempo, sin producir
cambios físicos o químicos notables en el agua tratada. Está demostrado
que independientemente de la duración y la intensidad de la dosificación,
si se suministra la misma energía total, se obtiene el mismo grado de
desinfección.
La mayoría de los equipos de desinfección ultravioleta utilizan una
exposición mínima (en el agua) de 30.000 μWs/cm2. Esto es adecuado
para inactivar las bacterias y virus patógenos, pero quizá no sea suficiente
para ciertos protozoos patógenos, quistes de protozoos y huevos de
nemátodos, que pueden requerir hasta 100.000 μWs/cm2 para su
inactivación total.4
4 Organización Panamericana de la Salud. División de Salud y Ambiente. Manual de desinfección: Guías para la selección y aplicación de tecnologías de desinfección del agua para consumo humano en pueblos pequeños y comunidades rurales en América Latina y el Caribe. Washington: 1995. PÁG 62
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1.2.2.2 Ozonización
El ozono es cada vez más usado para la desinfección de abastecimientos
de agua potable en países industrializados, ya que es efectivo en la
eliminación de compuestos que dan sabor o color objetables al agua. Al
igual que los rayos ultravioleta, el ozono no deja normalmente ningún
residuo medible, cuya detección pudiera servir para controlar el proceso.
La ausencia de un residuo también significa que no hay protección contra
una nueva contaminación del agua después de su desinfección. Los
elevados costos de instalación y operación y la necesidad de un suministro
contínuo de energía hacen que el uso del ozono no sea una práctica
recomendada para países en desarrollo.
La energía requerida para la instalación del ozono es poca, pero la que se
necesita para secar el aire es considerable. El consumo combinado de
energía es de 25 y 30 kilovatios - hora de electricidad por kilogramo de
ozono generado en los sistemas alimentados por oxígeno y por aire,
respectivamente.
Para su funcionamiento cotidiano, los requerimientos operativos de los
sistemas pequeños de ozonización pueden ser mínimos. Se estima que la
tarea de mantenimiento diario tomará cerca de media hora. Estas cifras
tan bajas se deben a que gran parte de la operación está automatizada.
Sin embargo, en relación con la capacidad técnica, cuando hay que
reparar o dar servicio al equipo de preparación de aire, al generador de
ozono, al monitoreo automatizado o al sistema de control, se requiere un
técnico altamente calificado.5
5 SOLSONA, Felipe y MENDEZ, Juan Pablo. Desinfección del agua. Publicaciones CEPIS/OPS. Lima: 2002.Pág. 75,76
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El ozono tiene dos limitaciones importantes como desinfectante único: su
vida media en el agua generalmente es menos de media hora y además
reacciona con sustancias orgánicas para producir derivados de peso
molecular inferior, que son más biodegradables que sus precursores, por lo
cual es ozono es generalmente utilizado en combinación con otros
desinfectantes que presenten efectos residuales duraderos.
1.2.2.3 Oxidantes mezclados
El proceso de producir "gases oxidantes mezclados generados in situ para
la desinfección" se conoce por la sigla MOGGOD.
Este es un proceso que por medio de electrólisis de una solución de cloruro
de sodio (sal) se produce una mezcla de combinaciones de oxígeno y
cloro que actúan como un potente oxidante y desinfectante en forma
simultánea. En los diferentes dispositivos (mogsadores) existe variación en
la relación entre las especies del oxígeno y del cloro que se pueden
generar.
2 NaCl + 3 H2O -------> NaOCl + HOCl + NaOH + 2 H2
La tasa de generación de gas es controlada por la electrólisis de una
solución saturada de cloruro de sodio. La velocidad de la electrólisis se
controla variando la corriente electrónica que fluye entre los electrodos.
Esta a su vez se controla alterando el voltaje, usando un reóstato. Es decir,
que el desinfectante residual que se desea, se obtiene simplemente
ajustando el dial del reóstato.
El examen comparativo de la desinfección en los sistemas de agua que
utilizan solo la producción de cloro contra los que usan mogsadores,
indicaban que estos últimos producen un residual más estable en el
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sistema de distribución. En la mayoría de casos, el oxígeno satisface la
demanda oxidante y el cloro provee al sistema de distribución el
desinfectante residual deseado.
El ozono y los radicales libres del oxígeno, componentes de la mezcla
desinfectante de gases matan o desactivan virus y bacterias a través de
un mecanismo diferente al de la cloración. Por lo general el ozono y los
radicales libres del oxigeno atacan la pared celular y obliga a la lísis del
organismo, mientras que las especies del cloro reaccionan con las enzimas
del organismo. Así mismo, el ozono y los radicales libres del oxigeno
generalmente reaccionan con mayor rapidez que el cloro. Es probable
que juntos actúen sinérgicamente. Pruebas realizadas por Brodard, Dussert,
Mallviable en el" Laboratoire Central Lyonnaise des Eaux", le Pecq, Francia,
demostraron que existe un incremento en la tasa de oxidación de la
materia orgánica con ozono por la adición de peróxido de hidrógeno, el
cual aparece como un producto secundario al disolverse la mezcla de
gases en el agua6.
Las características más importantes de los mogsadores se presentan a
continuación:
• Los gases oxidantes mezclados poseen propiedades de desinfección
superiores observadas, en comparación con las del hipoclorito de
sodio aplicado a la misma agua.
• Las especies de oxígeno incluyen peróxido de hidrógeno, ozono y
oxidantes efímeros no identificados con precisión.
• Las especies de cloro incluyen el ión de hipoclorito, ácido
hipocloroso y vestigios de bióxido de cloro. 6 REIFF, Fred M. Desinfección usando una mezcla de gases oxidantes generados in situ (MOGGO). Publicaciones técnicas CEPIS.
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• El riesgo para la salud de los derivados indeseables de la mogsación
es menor que el del cloro.
• Los oxidantes mezclados resultaron ser eficaces contra un amplio
espectro de microorganismos, en un extenso intervalo de
condiciones de pH y temperatura.
La unidad (ver figura 1) está conformada por una celda electrolítica en la
que se producen los gases oxidantes (Cloro y Oxígeno) correspondiente al
compartimiento del ánodo, y el compartimiento del cátodo en el cual se
encuentra el Hidróxido de sodio y el gas hidrógeno, separados por una
membrana semipermeable.
Figura 1. Esquema de la celda de electrólisis para obtener la mezcla de gases generados
in-situ para desinfección (MOGGOD).
Fuente. Desinfección del agua usando una mezcla de gases oxidantes producidos in situ. OPS.1996
El núcleo del sistema es la celda de policloruro de vinilo con dos
compartimientos separados por una membrana semipermeable, en cada
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uno de los cuales hay un electrodo: un ánodo de titanio recubierto de
iridio-rutenio y un cátodo de acero inoxidable. El compartimiento anódico
se llena con una solución acuosa saturada de cloruro de sodio (NaCl, sal
de cocina). En el compartimiento catódico se coloca una solución acuosa
de soda cáustica (NaOH) para iniciar la electrólisis. La energía eléctrica
necesaria para la electrólisis es de corriente continua. 7
Se realizaron pruebas de campo llevadas a cabo por instituciones
encargadas de los sistemas de agua y Ministerios de Salud en Argentina,
Brasil, Colombia, Costa Rica, Cuba, Estados Unidos, Honduras, México, Perú
y Venezuela, mediante organismos como la OPS y el Centro de Desarrollo y
Aplicación de Tecnología (CEDAT), México, de los cuales se obtuvo como
conclusión que la membrana fue responsable del éxito inicial y del fracaso
siguiente, ya que la membrana requería una operación delicada y un
mantenimiento, que aunque simple, era imprescindible para que el equipo
operara en forma óptima. En la década de 1980, se instalaron muchos
equipos en pequeñas comunidades, pero pocos sobrevivieron a las
necesidades de operación y mantenimiento que el medio rural de los
países en desarrollo no podía brindarles y hoy son muy pocos los que
sobreviven.8
Aunque los sistemas MOGGOD no tuvieron éxito total, fueron el comienzo
para los sistemas de producción de hipoclorito de sodio in-situ, que son los
7 BRUST CARMONA, Héctor, BENITEZ, Alfredo, ZARCO, Joaquín et al. Eficiencia de celdas generadoras de gases oxidantes alimentadas con energía eléctrica o solar. Revista Panamericana de la Salud Publica. Feb. 1998, vol.3, no.2, p.111-116.
8
SOLSONA, Felipe y MENDEZ, Juan Pablo. Desinfección del agua. Publicaciones CEPIS/OPS. Lima: 2002. Pág. 110
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que se utilizan en la actualidad como metodología alternativa para la
desinfección del agua, su técnica es más sencilla y se expone en el
siguiente punto, además se eligió para realizar la comparación.
1.2.2.4 Hipoclorito generado in-situ La producción de hipoclorito de sodio de baja concentración mediante la
electrólisis de la salmuera fue una de las tecnologías seleccionadas y
empleadas en la implementación de los sistemas locales de desinfección
de agua y alimentos a nivel domiciliario, los cuales hasta hace algunos
años, eran inadecuados técnicamente para ser aplicados como una
alternativa de solución para los países en desarrollo debido a su
complejidad y elevado costo, no obstante, actualmente están
comenzando a popularizarse debido al uso de nuevos materiales, como el
titanio, para la producción de ánodos dimensionalmente estables (DSA
anodes) y a mejoras en las fuentes de energía.
Los componentes de este tipo de tecnología son:
• Juego de electrodos de titanio.
• Las partes eléctricas: reloj fijador de tiempos (timer), amperímetro,
nisible, cables coaxiales, regulador de voltaje, entre otros están
localizadas en una caja, en plástico reforzado con fibra de vidrio,
fabricada para esa función. Este sistema cuenta con
transformadores para lograr una salida de bajo voltaje, diodos de
rectificación.
• Estos equipos también se adaptan a sistemas de energía solar,
mediante la colocación de paneles de celdas fotoeléctricas.
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La operación de estos equipos se hace colocando, en el tanque o bidón,
la cantidad de sal común, y el volumen de agua, requeridos para una
determinada producción; y haciendo la conexión correspondiente a la
fuente eléctrica (toma corriente), y activando el interruptor
correspondiente, siguiendo los tres pasos que se observan en la figura 2.
Figura 2. Esquema producción de hipoclorito de sodio in-situ
La producción de hipoclorito de sodio in-situ ha sido estudiada por muchos
años, existen diferentes marcas que han patentado esta tecnología, que
van desde equipos muy costosos hasta equipos de más fácil acceso. Los
países en desarrollo no tienen una producción local de hipoclorito, por lo
cual se incrementan los costos de éste, además de las desventajas en
cuanto a transporte y riesgos en el almacenamiento. Todo lo anterior ha
hecho que la producción de hipoclorito de sodio mediante la electrólisis
de la sal se una buena alternativa para la desinfección del agua.
Fuente. La autora, adaptación esquema del libro tecnologías apropiadas en agua potable y saneamiento básico. 1995
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A continuación se presenta el principio de funcionamiento:
El principio básico de la producción de hipoclorito de sodio in-situ consiste
en utilizar la energía eléctrica de una fuente de poder para descomponer
la sal común disuelta en agua en iones Na+(sodio), y iones Cl- (Cloro).9
El ánodo atrae los iones negativos de Cloro, y el Cátodo atrae los iones
positivos de Sodio. El Sodio descompone el agua cerca al Cátodo,
generando hidróxido de Sodio NaOH e hidrógeno, H:
Na+ H20 ⇒ NaOH + H+
El Cloro migra y sustituye el hidrógeno en el hidróxido de sodio, generando
hipoclorito de sodio NaOCl e hidrógeno gaseoso H2
Cl-+NaOH+H+⇒ NaOCl+ H2
Se forma entonces una solución de HIPOCLORITO DE SODIO y se escapa
hidrógeno al aire, en pequeñas cantidades, por lo cual es necesario que el
equipo se encuentre en un espacio con buena ventilación.
9 Organización Panamericana de la Salud. División de Salud y Ambiente. Manual de desinfección: Guías para la selección y aplicación de tecnologías de desinfección del agua para consumo humano en pueblos pequeños y comunidades rurales en América Latina y el Caribe. Washington: 1995. pág 145-149
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2 MARCO LEGAL
La normatividad vigente para agua potable es el decreto 1575/07 “Por la
cual se establece el Sistema para la Protección y control de la Calidad del
Agua para Consumo Humano y la resolución 2115/07 “Por medio de la
cual se señalan características, instrumentos básicos y frecuencias del
sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para consumo
humano”.
Debido a que el presente trabajo se desarrolló entre enero de 2006 a enero
de 2007, la reglamentación que se aplica es el decreto 475 de 1998 del
Ministerio de Salud (vigente en ese momento) en los artículos que
describen a continuación:
Artículo 6º. Las normas organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas
de la calidad del agua potable establecidas en el presente decreto rigen
para todo el territorio nacional y deben cumplirse en cualquier punto de la
red de distribución de un sistema de suministro de agua potable.
Artículo 7º. Los criterios organolépticos y físicos de la calidad del agua
potable son los siguientes:
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Tabla 2. Criterios organolépticos y físicos de la calidad del agua potable
Artículo 8º. Los criterios químicos de la calidad del agua potable son los
siguientes:
a) Criterios para elementos y compuestos químicos, diferentes a los
plaguicidas y otras sustancias, que al sobrepasar los valores
establecidos tienen reconocido efecto adverso en la salud humana:
Tabla 3. Criterios químicos de la calidad del agua potable
CARACTERÍSTICAS EXPRESADAS COMO VALOR ADMISIBLE mg/L
Nitritos NO2 0.1
*Editado
b) Criterios de calidad química para características con implicaciones
de tipo económico o acción indirecta sobre la salud.
CARACTERISTICAS EXPRESADAS EN VALOR ADMISIBLE
Color Verdadero Unidades de Platino Coblato (UPC) < 15
OLOR Y SABOR Aceptable
Turbiedad Unidades nefelométricas de tubidez (UNT) < 5
Sólidos Totales mg/L < 500
Conductividad micromhos/cm 50 – 1000
Sustancias Flotantes Ausentes
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Tabla 4. Criterios de calidad química para características con implicaciones de tipo
económico o acción indirecta sobre la salud
CARACTERISTICAS EXPRESADAS COMO VALOR ADMISIBLE mg/L
Calcio Ca 60
Acidez CaCO3 50
Alcalinidad Total CaCO3 100
Cloruros Cl- 250
Dureza Total CaCO3 160
Hierro Total Fe 0.3
Magnesio Mg 36
Sulfatos SO4-2 250
Fosfatos PO4-3 0.2
Artículo 9º. El valor admisible del cloro residual libre en cualquier punto de
la red de distribución de agua potable, deberá estar comprendido entre
0.2 y1.0 mg/litro.
Parágrafo. Cuando se utilice un desinfectante diferente al cloro, los valores
admisibles para el residual correspondiente u otras consideraciones al
respecto, serán establecidos por el Ministerio de Salud mediante el
correspondiente acto administrativo.
Artículo 10. El valor para el potencial de hidrógeno, pH, para el agua
potable deberán estar comprendido entre 6.5 y 9.0.
Artículo 24. Los métodos aceptados para análisis microbiológico del agua
son los siguientes:
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Para Escherichia Coli: Filtración por membrana y sustrato definido.
Para Coliformes Totales: Filtración por membrana y sustrato definido.
Artículo 25. El agua para consumo humano debe cumplir con los siguientes
valores admisibles desde el punto de vista microbiológico: Tabla 5. Valores microbiológicos admisibles
Técnica utilizada
MICROORGANISMOS
INDICADORES
Filtración por membrana
Sustrato definido
Coliformes totales 0 UFC/100 cm3 0 microorganismos/100 cm3
Escherichia coli 0 UFC/100 cm3 0 microorganismos/100 cm3
Parágrafo primero. Los resultados de los análisis microbiológicos se deben
reportar en las unidades de NMP/100 cm3 (número más probable), si se
utiliza la técnica del número más probable o la técnica enzimática de
sustrato definido y en UFC/100 cm3 (unidades formadoras de colonia), si se
utiliza la técnica de filtración por membrana.
Parágrafo segundo. Se recomienda un valor máximo admisible de 100
Unidades Formadoras de Colonias (U.F.C.) por 100 centímetros cúbicos
(cm3), para microorganismos mesófilos, como prueba complementaria de
la calidad del agua desde el punto de vista microbiológico.
Artículo 26. Ninguna muestra de agua potable debe contener E-coli en 100
cm3 de agua, independientemente del método de análisis utilizado.
En el capítulo 5 se hace la comparación de este decreto frente a la
nueva normatividad de agua para consumo humano.
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3 IDENTIFICACIÓN DEL LUGAR DE TRABAJO
3.1 HOSPITAL DE YOPAL E.S.E El hospital de Yopal se encuentra localizado en el centro del Yopal, capital del
departamento de Casanare (figura 3), presta los servicios de hospitalización,
consulta externa, cirugía, Radiología, Laboratorio clínico, urgencias. En el año
2005 el hospital tuvo un porcentaje de ocupación del 96%, promedio de día
estancia de 3.9, y giro cama de 9.45, el número total de consultas fue de 121680
para el año 2005, en el 2006 hasta el mes de agosto llevaba un porcentaje de
ocupación del 90%, promedio de día estancia de 3.3, y giro cama de 8.10
Figura 3. Plano urbano municipio de Yopal – ubicación Hospital
Fuente. Oficina de Planeación Hospital de Yopal E.S.E
10 Informe Indicadores de Gestión Agosto 2006. Unidades funcionales - Estadística Hospital Yopal E.S.E.
H
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El hospital cuenta con dos fuentes de abastecimiento de agua, el sistema
de abastecimiento del Municipio y el pozo profundo (ver foto 1) ubicado
dentro de sus instalaciones. El primero únicamente abastece la zona de las
oficinas administrativas, mientras que el segundo proporciona agua al resto
de dependencias de la institución. (Ver Anexo 1)
El agua proveniente del pozo profundo es captada y distribuida mediante
una bomba tipo sumergible a una profundidad aproximada de 137m, la
cual bombea a tres sistemas de almacenamiento, entre los cuales se
encuentra:
• Un tanque subterráneo con un volumen de 192m3 (ver Foto 2) que
posee un sistema hidroneumático para la distribución de agua a las
dependencias de Financiera, Enfermería, Cafetería, Urgencias,
Pensión, Laboratorio, Cirugía, Casa Medica, Esterilización y Apoyo
Científico.
Foto 1. Pozo Profundo Hospital de Yopal Foto 2. Tanque Subterráneo 1
Fuente. La autora, 2006 Fuente. La autora, 2006
• Un tanque elevado con un volumen de 10 m3 (ver foto 3), con agua
proveniente del tanque de 192 m3, que abastece las dependencias
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de Gineco, Materno, Pediatría, Sala General, Cocina, Consulta
Externa, Mantenimiento y unidad de Cuidados Intensivos.
Foto 3. Tanque elevado Fuente. La autora, 2006
• Un tanque subterráneo que únicamente abastece la sección de
lavandería y ropería, tiene un volumen 17m3 (ver foto 4).
Foto 4. Tanque Subterráneo 2
Fuente. La autora, 2006
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3.2 DESCRIPCIÓN PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
La planta de tratamiento del Hospital (ver Foto 5) corresponde a un sistema
de coagulación-floculación, sedimentación, filtración y desinfección, las
operaciones ocurren en recipientes a presión fabricados en resinas de
poliéster reforzadas con fibra de vidrio (PRFV), cuenta con un tanque de
almacenamiento con una capacidad de 192m3. El recubrimiento exterior
(gel-coat) está provisto de bloqueadores contra rayos ultravioleta y
agentes protectores contra las condiciones agresivas del medio ambiente.
El caudal de operación es de 2 LPS, la presión máxima de operación es 20
psi.11 En el anexo 2 se puede ver el manual de operación y mantenimiento
de la PTAP. En la figura 4 se observa un esquema interno de la PTAP.
Foto 5. Planta de Tratamiento de Agua Potable Hospital de Yopal.
11 Manual de Operación y Mantenimiento Planta de Tratamiento de Agua Potable Hospital de Yopal.
Fuente. La autora, 2006
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La estructura modular de la planta, se describe a continuación (ver tabla
6): Tabla 6. Descripción Unidades Planta de tratamiento de agua
¡Error! Vínculo no válido.
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Figura 4. Esquema interno de las operaciones.
MULTIPLE DE SALIDA
VALVULA MASTER
VALVULA DE MARIPOSA TIPO
WAFER
LECHOS DE ARENA Y ANTRACITA PARA LOS
FILTROS
SALIDA DE AGUA TRATADA
SALIDA DE AGUA TRATADA
MULTIPLE DE RETROLAVADO
AGITADOR DE MEZCLA RAPIDA
MULTIPLE DE ENTRADA
TAPAS DE INSPECCION TIPO MAN‐ HOLE
MULTIPLE DE INTERCONEXION
VENTEO SUPERIORCONEXIÓN TIPO BRIDA
ANSI
TANQUES FABRICADOS EN PRFV
FLOCULACION SOBRE LECHO POROSO
VALVULA DE ENTRADA
DOSIFICADORES DE PRODUCTOS QUIMICOS
COAGULANTE ALCALI DESINFECTANTE
VV ## 11
VV ## 22
RR 11
ENTRADA DE AGUA CRUDA
Fuente: Adaptación autora del Manual de Operación y Mantenimiento PTAP Hospital de Yopal.
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Fuente de Poder
Cátod
Ánodo
3.3 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE GENERACIÓN DE HIPOCLORITO DE SODIO IN- SITU, UBICADO EN EL HOSPITAL DE YOPAL
3.3.1 Componentes (ver figura 5)
- Electrodos de titanio (ver foto 6)
- Generador de energía o fuente de poder (ver foto 7)
- Bidones de producción-dosificación (ver foto 8)
Figura 5. Esquema equipo para la producción de Hipoclorito de sodio in-situ
Fuente: Comercializadora internacional Hidro-Cloro
3.3.2 Especificaciones técnicas
Las especificaciones técnicas del equipo para la producción de
Hipoclorito de Sodio HC-5 se describen a continuación en la tabla 7.
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Tabla 7. Cuadro general de especificaciones Equipo HC-5 ITEM 12 Horas 24 Horas
VOLTAJE 4.5 Voltios 4.5 Voltios
CORRIENTE 5 Amperios 5 Amperios
POTENCIA 22.5 Vatios 22.5 Vatios
CONSUMO DE ENERGIA 0,270 Kwh 0,540 Kwh
VOLUMEN DE AGUA 20 litros 40 litros
MASA DE SAL 1000 gramos 2000 gramos MASA DE CLORO (minima) OBTENIDA 140 gramos 280 gramos
Fuente: Comercializadora internacional Hidro-Cloro
3.3.3 Principio Básico
Como se mencionó en el numeral 1.2.2.4, la energía eléctrica de una
fuente de poder descompone la sal común disuelta en agua en iones (+),
Sodio, y iones (-), Cloro, mediante el proceso conocido como electrólisis,
en el cual mediante la conexión de 2 electrodos que a su vez están
conectados a la corriente, son introducidos en una solución acuosa con
sales disueltas lo que permite que estos iones sean transferidos entre los
electrodos.
El ánodo atrae los iones negativos de Cloro, y el Cátodo atrae los iones
positivos de Sodio. Simplificadamente se puede describir así lo que sigue: El
Sodio descompone el agua cerca al Cátodo, generando hidróxido de
Sodio NaOH e hidrógeno, H:
Na++ H20 ⇒ NaOH + H+
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El Cloro migra y sustituye el hidrógeno en el hidróxido de sodio, generando
hipoclorito de sodio NaOCl e hidrógeno gaseoso H2
Cl-+NaOH+H+⇒ NaOCl+ H2
Se forma entonces una solución de HIPOCLORITO DE SODIO y se escapa
hidrógeno al aire12.
Este hipoclorito de sodio, que es un agente oxidante, se utiliza para
desinfección de sistemas de agua. El bidón mostrado en la Figura 4 es
donde se produce el hipoclorito a una concentración del 1% al 1.5%
(10.000 y 15.000 partes por millón).
3.3.4 Ensamble e Instalación del equipo
3.3.4.1 Condiciones previas
- Se acondicionó en el cuarto de bombas al lado de la ventana por
ser un lugar ventilado.
- Este lugar queda cerca de la aplicación del cloro, frente a la planta
y cuenta con suministro de energía eléctrica a 110V con tacos de
acuerdo con el modelo de equipo utilizado (HC-5).
- Se dispuso de una mesa de 40x50 cm a 80 cm de altura donde se
instaló la Unidad electrónica y el bidón de producción.
12 Este gas en las proporciones que se producen normalmente es totalmente inofensivo. La única restricción es que el sitio donde se coloque el equipo sea un lugar ventilado.
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3.3.4.2 Ensamble del equipo sin energía conectada
- Se conecta el par de electrodos la Unidad electrónica al enchufe
teniendo precaución de que este inicialmente apagado para
manipular sin problemas.
- La preparación de BIDON DE PRODUCCION se hace en los
siguientes pasos:
a. Se llena con agua limpia (de la misma que se va a desinfectar)
hasta obtener el volumen deseado (40 Litros)
b. Se diluye la sal indicada (2 kilos)
d. Se introduce el tubo de electrodos.
e. Al final del ciclo se prepara el otro bidón de la misma forma.
Foto 6. Electrodo equipo HC 5
Fuente: La autora, 2006
3.3.4.3 Operación del equipo con energía
a. Una vez que el bidón esté preparado se enciende la planta.
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b. Se verifica que el piloto de luz roja de la electrónica este
encendido.
c. Se verifica que el Amperímetro frontal se accione y la aguja
se incline totalmente a la derecha.
d. Se verifica que aparece actividad de burbujeo en el bidón de
producción.
e. Después del ciclo de 24 horas se debe hacer cambio de bidón.
Se apaga el equipo, se saca el tubo de electrodos del bidón de
producción y se coloca este en el segundo bidón que está listo
para comenzar a producir. Se prende el equipo nuevamente y se
verifica que se inicio la producción de hipoclorito, tal como se ha
indicado anteriormente.
f. Se repite este ciclo de nuevo las veces que se requiera.
Foto 7. Amperímetro
Fuente: La autora, 2006
Cuando el amperímetro no funciona correctamente, se debe verificar que
el nivel del agua se encuentre según lo señalado y/o que se haya
mezclado correctamente la sal.
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Foto 8. Equipo listo para la producción del Hipoclorito de Sodio
Fuente: La autora, 2006
3.3.5 Mantenimiento
El equipo tiene solo una pieza que debe ser mantenida: La Unidad de
electrodos, para limpiar los residuos que puedan haberse incrustado en las
placas metálicas. Esto se hace mediante un sumergimiento de la unidad
en una solución de vinagre blanco (CH3COOH, 5%, 500cc) diluido en agua
suficiente para cubrir los electrodos (entre 1 – 2 Litros aproximadamente),
cada mes durante medio día.
3.3.6 Costos de Operación
Una ventaja del Hipoclorito de Sodio producido “en el sitio” a partir de
energía y de sal común es su bajo costo (ver tabla 8), para su cálculo se
conocen los siguientes datos del sistema:
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Tabla 8. Costos hipoclorito generado in-situ en un tiempo de 24 horas
Fuente. El fabricante (costos promedio de los insumos en Bogotá)
En el capítulo 6 se especifican los costos del hipoclorito de sodio generado
en la planta de tratamiento del Hospital de Yopal.
3.3.7 Características y usos del hipoclorito de sodio generado
Como se mencionó anteriormente el diseño del sistema esta enfocado a
producir hipoclorito de sodio al 1% (10.000 ppm o 10 gramos/litro) que es
una concentración estable y en el caso de ser almacenada no se
degrada tan fácil como hipoclorito a concentraciones mayores (13% y
15%), por esta misma concentración las diluciones que tienen que hacerse
son mucho menores para las aplicaciones del desinfectante puro y así se
produce solo la cantidad que se necesita y no se va a desperdiciar nada.
MATERIA PRIMA O
INSUMO
CANTIDAD PARA PRODUCIR
UN GRAMO DE CLORO
VALOR EN PESOS
PARA PRODUCIR UN
GRAMO DE CLORO
AGUA 0,1 Litro $ 0,16
ENERGIA 0,0048 Kwh $ 0,84
SAL 5 gramos $ 1,00
TOTAL COSTO DEL GRAMO $ 2,00
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4 METODOLOGÍA
El proyecto se llevó a cabo con una metodología de investigación
exploratoria cuantitativa que pretende dar una visión general aproximada
respecto a determinada realidad; esta investigación se realiza con miras a
la consecución de datos fieles y seguros para la sistematización de estudios
futuros.13 Es cuantitativa porque se desarrolla básicamente en el campo de
las ciencias naturales, cuyo propósito es elaborar conocimiento objetivo,
cuantificable, verificable y replicable; adopta un enfoque analítico, un
proceso de control riguroso, procedimientos estructurados, análisis
deductivos y sus conclusiones tienden a la generalización.14
Para este caso se realizó una recolección de datos para comparar el
funcionamiento de dos sistemas de desinfección.
Durante el proyecto se desarrollaron dos fases, en la primera se evaluó el
funcionamiento del sistema de desinfección implementado actualmente
en la PTAP del Hospital de Yopal (Hipoclorito de Calcio) y en la segunda el
sistema de producción de hipoclorito de sodio in-situ, mediante pruebas
fisicoquímicas y bacteriológicas que fueron realizadas en el laboratorio de
aguas de la Secretaría de Salud de Casanare.
La metodología de trabajo se muestra en el siguiente diagrama (figura 6):
13 TAMAYO Y TAMAYO, Mario. La investigación. Serie “Aprender a Investigar”. Bogotá: ICFES, 1999. pág. 45-57-55 14 CASTILLO SANCHEZ, Mauricio. Guía para la formulación de proyectos de investigación. Bogotá: Cooperativa Editorial Magisterio, 2004. p17-18
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Figura 6. Diagrama de flujo metodología del trabajo
Fuente. La autora, 2006
En la primera y segunda fase se realizaron muestreos en 2 puntos (Ver
plano figura 7), como punto número uno se tomo la salida del pozo
profundo (agua cruda), el punto dos escogido fue la cocina del Hospital
(agua tratada) por ser el punto más distante dentro de la red de
distribución.
RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
IDENTIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE SISTEMAS
ANÁLISIS BACTERILÓGICOS
MUESTREO
ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS
FASE 1: SISTEMA CONVENCIONAL FASE 2: SISTEMA NO CONVENCIONAL
ANÁLISIS DE RESULTADOS
ANÁLIS BENEFICIO-COSTO
RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
IDENTIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE SISTEMAS
ANÁLISIS BACTERILÓGICOS
MUESTREO
ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS
FASE 1: SISTEMA CONVENCIONAL FASE 2: SISTEMA NO CONVENCIONAL
ANÁLISIS DE RESULTADOS
ANÁLIS BENEFICIO-COSTO
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Ubicación de la PTAP Punto muestreo 1:Salida Pozo Punto muestreo 2: Cocina
Fuente: Oficina de Planeación Hospital de Yopal E.S.E.
Figura 7. Esquema distribución del Hospital de Yopal E.S.E y puntos de muestreo
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4.1 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
Se realizó la revisión bibliográfica de los sistemas convencionales y no
convencionales de desinfección, enfatizando en el sistema de producción
de hipoclorito de sodio in-situ para conocer e identificar sus características;
se hizo una revisión de estudios realizados anteriormente, lo cual permitió
evaluar las ventajas y desventajas de estos sistemas (tabla 9), para esto se
acudió a la biblioteca de la universidad de La Salle, biblioteca Luis Ángel
Arango, biblioteca del Instituto Nacional de Salud y el Centro de
documentación de la OPS.
Tabla 9. Ventajas y desventajas de los diferentes métodos de desinfección
SISTEMA
DESINFECCIÓN
C• NC•• VENTAJAS DESVENTAJAS
Cloro gaseoso x -Fácil acceso, en casi todos los países se produce cloro gas. -Es económico. -Hay residual en el agua tratada y es fácilmente medible. -Costo de operación y mantenimiento muy bajo
-En comunidades alejadas se debe asegurar la provisión del gas. -Requiere personal con cierto grado de capacitación. -Puede producir cambios en gusto y sabor. -Produce SPD
Hipoclorito de
calcio
x -Fácil acceso -Hay residual en el agua tratada y es fácilmente medible. -Costo de operación y mantenimiento moderado
-Es inflamable -Puede producir cambios en gusto y sabor. -Produce SPD
Hipoclorito de
sodio
x -Fácil acceso -Hay residual en el agua tratada y es fácilmente medible. -Costo de operación y mantenimiento moderado
-Pérdida de sus propiedades con el tiempo -Puede producir cambios en gusto y sabor. -Produce SPD
Luz
Ultravioleta
x -No requiere del uso de ninguna sustancia química. -Corto tiempo de exposición. -No hay cambios organolépticos en el agua. -No hay SPD -Bajo costo en sistemas simples y sin demasiada protección. -Costo de operación y
mantenimiento bajo a moderado.
-Para asegurar la dosis adecuada hay que contar con varios equipos de control. -No hay forma de medir la eficacia de la desinfección en forma simple y rápida, solo con pruebas microbiológicas. -Requiere electricidad. -No hay residual – Elevado costo
• Convencional •• No convencional
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SISTEMA
DESINFECCIÓN
C• NC•• VENTAJAS DESVENTAJAS
Ozonización x -Excelente desinfectante. -En ocasiones mejora la calidad organoléptica del agua tratada. -Tiene una alta efectividad en remoción de microorganismos -NO requiere de productos químicos
-Requiere personal capacitado para operación y control. -Hay formación de SPD, menor a los del cloro. -No hay residual. -Requiere segura provisión de electricidad -Costo de capital Alto -En cuanto a costos de operación y mantenimiento, es uno de los más altos
Oxidantes
Mezclados
X -Excelente desinfectante, al parecer más efectivo aún que la cloración. -La operación de los equipos es muy simple. -El insumo principal es sal de mesa, accesible en cualquier lugar por remoto que sea. -Hay residual y es medible -Costo de operación y mantenimiento Bajos
-Los equipos moggod son algo complejos y pueden presentar problemas si no son bien mantenidos. -Se requiere corriente eléctrica -Costo de inversión Intermedio -Dificultad de adquisición de sus repuestos (membrana)
Hipoclorito
generado In-
Situ
X -Sirven para población dispersa -Producen hipoclorito de baja concentración que es muy manejable. -Hay residual en el agua tratada y es fácilmente medible. -Costo de inversión intermedio para los sistemas pequeños. -Costo de operación y mantenimiento bajo -Al igual que en los moggod su principal insumo es la sal de mesa.
-Produce hipoclorito de baja concentración que si bien es mejor para un plan de distribución en goteros, es un inconveniente para desinfectar grandes caudales. -Requiere electricidad. -Puede producir cambios en gusto y sabor.
Fuente. La autora
De los sistemas anteriormente expuestos es claro que todos son excelentes
tratamientos, pero también que el Hiploclorito de sodio generado In-Situ se
presenta como una alternativa económica, segura, con mínimos
requerimientos y de fácil aplicación en pequeñas plantas de tratamiento
de agua, razón por la cual fue elegido para realizar el trabajo que se
describe a continuación.
• Convencional •• No convencional
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4.2 TRABAJO DE CAMPO
La Comparación de los procesos de desinfección utilizando Hipoclorito de
Calcio (HTH) y el Sistema de Generación In-Situ de Hipoclorito de Sodio en
la PTAP del Hospital de Yopal se realizó en dos fases. Implicó en la primera
fase el muestreo♦ de agua antes y después del tratamiento aplicado en la
Planta de Tratamiento de Agua Potable (Aplicación de Hipoclorito de
Calcio, HTH); en la segunda fase se implementó el sistema no convencional
(producción de hipoclorito de sodio in situ), donde se siguió el mismo
procedimiento de muestreo de la primera fase. A continuación se describe
el desarrollo de cada una de las fases.
4.2.1 Primera fase: desinfección utilizando el método convencional
La desinfección realizada actualmente en la planta de tratamiento de
agua potable del hospital de Yopal con la aplicación de Hipoclorito de
Calcio (HTH 65%) se realiza en el tubo de llegada al tanque de
almacenamiento, mediante el módulo de inyección de químicos que se
observa en la foto 9. Foto 9. Módulo inyección de químicos
♦ El tipo de muestreo realizado fue puntual o simple
Fuente: La autora, 2006
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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En esta fase se evaluó el sistema de desinfección con el hipoclorito de
calcio (HTH 65%), con una dosificación variable de 50 - 300 gr/24h,
dependiendo de la demanda y del tiempo de bombeo siguiendo el
manual de operación y mantenimiento (ver Anexo 2) suministrado por los
fabricantes, y según la cual pueden obtener un residual dentro del rango
establecido en el decreto 475/98, entre 0,2 – 1,0 mg/LCl-, mediante una
aplicación de HTH con una concentración de 2 mg/L.
Los puntos de muestreo fueron:
- Punto 1: salida directa del pozo profundo ubicado junto a la caseta
de mantenimiento (agua cruda foto 10)
Foto 10. Punto 1: Salida pozo profundo
- Punto 2: cocina (punto más lejano de la red de distribución de agua
de la planta de tratamiento del Hospital foto 11)
Foto 11. Punto 2: Grifo cocina
FUENTE: La autora, 2006
FUENTE: La autora, 2006
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Esta fase se desarrolló en el mes de octubre, realizando el muestreo de
Lunes a Miércoles, en total se tomaron 26 muestras, 13 en cada punto.
4.2.2 Segunda fase: desinfección utilizando hipoclorito de sodio generado in-situ
La segunda fase comenzó en el mes de Noviembre, realizando la
identificación del sitio de ubicación e instalación del equipo de
generación de hipoclorito de sodio in-situ (ver foto 12 y 13), se seleccionó el
cuarto de bombeo por ser un lugar ventilado y cercano a la PTAP,
posteriormente se hizo la capacitación al operario de la PTAP donde se le
explicó el funcionamiento del equipo, sus partes, y en general la operación
y mantenimiento del mismo.
Foto 12. Ubicación del equipo frente a la PTAP
Foto 13. Ubicación del dosificador dentro de la PTAP
Fuente: La autora, 2006
FUENTE: La autora, 2006
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La primera producción del equipo se hizo el 9 de Noviembre (foto 14), con
un volumen de 40 litros de Hipoclorito de sodio con los cuales se realiza la
cloración durante 4 días, puesto que la planta funciona aproximadamente
10 horas al día, a partir de esta se realizó la producción de los 2 bidones
semanalmente (tabla 10).
Foto 14. Bidón de producción
Para el cálculo del consumo del Hipoclorito generado in-situ se hizo la
relación que se muestra a continuación:
Si el caudal es entonces:
día
Ldía
ssLVdiario
sLQ
1728001
864002
2
=×=
=
sL2
Fuente: La autora, 2006
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Teniendo el volumen diario y siguiendo la recomendación del fabricante
del equipo de utilizar 1 Litro de Hipoclorito de Sodio generado in-situ para
5000 Litros de agua , entonces
para tratar 1728000 litros de agua se necesitan 34.56 L de Hipoclorito de
sodio generado in-situ. En base a esto se calculó para el caudal promedio
(2L/s) una dosificación de hipoclorito de sodio de 0,4 ml/s, que
corresponde a una masa de 280 gr/24 horas (ver especificaciones tabla 2),
el cual se aproxima a la masa aplicada mediante el método convencional
(Hipoclorito de Calcio).
Se alcanzó el residual requerido con una dosificación a una concentración
de 1,6 mg/L, lo cual implicaría menores costos para alcanzar el objetivo,
estar en el rango de cloro residual para agua potable, 0,2 a 1 mg/L según
el decreto 475/98.
agua de Litros 172800situ -in generado sodio de oHipoclorit Litros
agua de litros 5000situ-in generado sodio de oHipoclorit L 1
=
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TABLA 10. Control de producción de Hipoclorito de Sodio in-situ Hospital de Yopal
Fuente. La autora y operario planta, 2006
Los puntos muestreados fueron los mismos de la primera fase, punto 1:
salida del pozo profundo, punto 2: grifo cocina.
El muestreo de la segunda fase fue irregular puesto que hubo daños en
una de las bombas, específicamente la de distribución hacia la cocina,
por lo cual por una semana se tomo como punto 2 de muestreo el grifo de
lavado en cirugía, las demás semanas se hicieron normalmente tomando
muestra en la cocina que corresponde al punto No. 2.
4.2.3 Estabilidad del cloro residual en el sistema (Muestreo diario)
Paralelo al muestreo programado, se realizó el análisis de cloro residual en
3 puntos del sistema de distribución con el fin de corroborar su
comportamiento, mediante el método comparativo (KIT HACH para Cloro
residual), el primero en el tanque de almacenamiento, el segundo en el
FECHA OPERADOR
HORA EN QUE SE CONECTÓ LA
MÁQUINA
HORA EN QUE SE DESCONECTÓ LA
MÁQUINA TIEMPO SAL (Kg)
AGUA (Litros)
No. DÍAS
09/11/2007 Viviana 11:30:00 a.m. 11:30:00 a.m. 24 HORAS 2 40 4 10/11/2007 Carlos 12:00:00 a.m. 12:00:00 a.m. 24 HORAS 2 40 4 14/11/2007 Carlos 07:00:00 a.m. 07:00:00 a.m. 24 HORAS 2 40 4 18/11/2007 Carlos 12:00:00 p.m. 12:00:00 p.m. 24 HORAS 2 40 4 22/11/2007 Carlos 03:00:00 p.m. 03:00:00 p.m. 24 HORAS 2 40 4 23/11/2007 Carlos 06:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 24 HORAS 2 40 5 29/11/2007 Carlos 06:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 24 HORAS 2 40 7 06/12/2007 Carlos 09:00:00 a.m. 09:00:00 a.m. 24 HORAS 2 40 3 12/12/2007 Carlos 07:00:00 a.m. 07:00:00 a.m. 24 HORAS 2 40 3 15/12/2007 Carlos 03:00:00 p.m. 03:00:00 p.m. 24 HORAS 2 40 3 21/12/2007 Carlos 11:00:00 a.m. 11:00:00 a.m. 24 HORAS 2 40 4 26/12/2007 Ing. Hugo 09:00:00 a.m. 09:00:00 a.m. 24 HORAS 2 40 5 02/01/2007 Carlos 07:00:00 a.m. 07:00:00 a.m. 24 HORAS 2 40 5 06/01/2007 Carlos 09:00:00 a.m. 09:00:00 a.m. 24 HORAS 2 40 5
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área de cirugía (punto intermedio red de distribución) y el tercero en la
cocina del Hospital (punto más distante de la red), ver anexo 3. El análisis
fue realizado en horas de la mañana y horas de la tarde durante el mes de
Diciembre con el fin de conocer el comportamiento del cloro residual
durante el día.
Se realizó el análisis al hipoclorito producido el día 10 de Noviembre, para
corroborar la concentración mediante el procedimiento establecido en el
anexo 4; se obtuvo que la solución de hipoclorito de sodio es de 0,84% (ver
figura 8), la cual es cercana a la establecida por el fabricante del equipo
de 1% .
Figura 8. Esquema procedimiento análisis de hipoclorito generado in-situ
4.3 PRUEBAS DE LABORATORIO
Los análisis se realizaron en el laboratorio de aguas de la Secretaría de
Salud Departamental, los fisicoquímicos (descripción anexo 5) fueron
hechos por el técnico del laboratorio y por la autora bajo la supervisión del
1 2 3
1 ml 1 ml
99 ml agua destilada
Hipoclorito generado in-situ
99 ml agua destilada
Concentración: 0,84 mg/L
Fuente: La autora, 2006
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63
profesional universitario encargado del laboratorio (registro fotográfico
anexo 6), los análisis bacteriológicos fueron realizados por el profesional
encargado (Microbióloga).
4.3.1 Análisis fisicoquímicos
Se analizaron los parámetros correspondientes a los artículos 7, 8, 9,10 del
decreto 475/98, teniendo en cuenta los parámetros básicos utilizados para
la determinación de la calidad del agua potable; olor, color, sustancias
flotantes, pH, nitritos, acidez mineral, alcalinidad total, cloruros, dureza,
hierro, sulfatos, fosfatos, cloro residual, se determinaron conforme a los
Standard Methods (ver tabla 11).
La metodología utilizada en los análisis se encuentra establecida en el libro
análisis de agua para consumo humano disponible en el laboratorio de
aguas de la Secretaría de Salud Departamental de Casanare, los cuales
están basados en los parámetros definidos por el ESTÁNDAR METHODS. For
the Examination of Water and Wastewater, 1992.
- Equipos utilizados
A. Espectrofotómetro HACH DR/2000: determinación de Color, Nitritos,
Hierro, Sulfatos, Fosfatos.
B. pH-metro Handylab Schott: determinación de pH y temperatura
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64
TABLA 11.Procedimiento análisis de laboratorio
PARÁMETRO PROCEDIMIENTO
pH pH-metro
TEMPERATURA pH-metro
ACIDEZ MINERAL Titulación por Volumetría
ALCALINIDAD TOTAL Titulación por Volumetría
CLORUROS Argentométrico
CLORO RESIDUAL Método colorimétrico Hach
COLOR Espectrofotómetro
NITRITOS Espectrofotómetro
HIERRO Espectrofotómetro
SULFATOS Espectrofotómetro
FOSFATOS Espectrofotómetro
Fuente. La autora, 2006
4.3.2 Análisis Bacteriológicos
Se tomaron muestras en frascos debidamente esterilizados de cada uno de
los puntos y se analizaron los parámetros establecidos en el artículo 25 del
decreto 945/98, coliformes totales y E. Coli, según la metodología
establecida en el artículo 24 (Filtración por membrana).
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65
5 RESULTADOS OBTENIDOS
Los resultados de los muestreos realizados en cada una de las fases se
muestran a continuación y corresponden al punto #2 (agua tratada).
5.1 PRIMERA Y SEGUNDA FASE Como resultado se obtuvo que los parámetros organolépticos como olor y
sustancias flotantes, fisicoquímicos como dureza total, sulfatos, hierro,
cloruros, nitritos, acidez mineral, alcalinidad total, mantuvieron valores
constantes dentro de los parámetros establecidos por el decreto 475/98
(ver anexos 7 y 8) y no hubo una gran diferencia entre las dos fases a
excepción del cloro residual y fosfatos como se aprecia en las gráficas que
se muestran a continuación:
Dureza total. El valor máximo permisible para Dureza Total según la
normatividad (Decreto 945/98) es 160 mg/L de CaCO3. Figura 9. Gráfica Dureza Total
DUREZA TOTAL
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
M U ESTR A D Í A
SIN TRATAR FASE 1TRATADA FASE 1SIN TRATAR FASE 2TRATADA FASE 2
Fuente: La autora, 2006
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66
Como se observa en la gráfica anterior (figura 9) el valor de dureza se
encuentra en un rango de 60 a 100 mg/L de CaCO3, lo cual indica que es
un agua blanda.
Sulfatos. El valor máximo permisible para sulfatos es de 250 mg/L de SO42- ,
en la gráfica (figura 10) se observa que este parámetro cumple con la
normatividad en las dos fases.
Figura 10. Gráfica Sulfatos
SULFATOS
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
M UES TR A DÍ A
SIN TRATAR FASE 1
TRATADA FASE 1
SIN TRATAR FASE 2
TRATADA FASE 2
Hierro Total. Según la normatividad el valor máximo para este parámetro es
de 0,3 mg/L Fe, en la siguiente gráfica (figura 11) se observa que mantuvo
un valor constante de 0,1 mg/L con excepción de los días 1, 4 y 13 donde
presento un valor de 0,02 mg/L para el agua tratada y sin tratar
respectivamente de la primera fase del estudio.
Fuente: La autora, 2006
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67
Figura 11. Gráfica Hierro Total
HIERRO TOTAL
0,00
0,01
0,01
0,02
0,02
0,03
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13M U EST R A D Í A
mg/
l Fe SIN TRATAR FASE 1
TRATADA FASE 1SIN TRATAR FASE 2TRATADA FASE 2
Cloruros. De acuerdo a la normatividad el valor máximo permisible para
Cloruros es de 250 mg/L CL- Figura 12. Gráfica Cloruros
CLORUROS
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13M UES TRA D Í A
mg/
l CL- SIN TRATAR FASE 1
TRATADA FASE 1SIN TRATAR FASE 2TRATADA FASE 2
Fuente: La autora, 2006
Fuente: La autora, 2006
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68
Aunque el parámetro se encuentra dentro de los límites establecidos (ver
figura 12), presento irregularidad en cuanto a su determinación por razones
internas del laboratorio, en especial los reactivos que para la segunda fase
no estaban disponibles en su totalidad.
Nitritos. El valor máximo permisible es 0,1mg/L NO2- , en la gráfica (figura 13)
se observa que se mantiene constante entre 0,01 y 0,02 mg/L., por lo cual
cumple con la normatividad; por acción de bacterias y algunas algas el
amonio se degrada a nitritos, el cual se encuentra en cantidades mínimas
en sistemas no contaminados.
Figura 13. Gráfica Nitritos
NITRITOS
0,00
0,01
0,02
0,03
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
MUESTRA DÍA
mg/
l NO
2- SIN TRATAR FASE 1TRATADA FASE 1SIN TRATAR FASE 2TRATADA FASE 2
Alcalinidad Total. El valor de alcalinidad se mantiene constante
cumpliendo con la normatividad, 100 mg/L CaCO3 como se observa en la
figura 14.
Fuente: La autora, 2006
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Figura 14. Gráfica Alcalinidad Total
ALCALINIDAD TOTAL
0,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0
10,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
MUESTRA DÍA
CaC
O3 SIN TRATAR FASE 1
TRATADA FASE 1SIN TRATAR FASE 2TRATADA FASE 2
Parámetros como color, pH, coliformes totales, E. Coli y cloro residual
presentaron variaciones, algunos por fuera de los límites permisibles, como
se observa en las gráficas que se presentan a continuación:
Color. Los valores para color (figura 15) después del tratamiento se
mantuvieron constantes a excepción del día 11 de la primera fase que
presento un valor de 6 para el agua sin tratar y 4 UPC (Unidades de Platino
Cobalto) para el agua tratada, no obstante se encuentra dentro del límite
admisible (menor de 15 UPC según decreto 945/98). En cuanto a la
segunda fase se observo una variación con respecto a la primera fase
pues se presentó aumento del color después del tratamiento, aun así se
mantiene dentro del límite.
Fuente: La autora, 2006
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70
Figura 15. Gráfica Color
COLOR
0123
4567
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
MUESTRA DÍA
UP
CSIN TRATAR FASE 1TRATADA FASE 1SIN TRATAR FASE 2TRATADA FASE 2
pH. El pH es una medida de la actividad de los iones hidrógeno, es decir,
la medición del grado de acidez o basicidad de una muestra de agua, el
rango permitido es de 6,5 a 9,0 para agua potable según el decreto
475/98.
Figura 16. Gráfica pH
pH
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
MUESTRA DÍA
VAL
OR SIN TRATAR FASE 1
TRATADA FASE 1SIN TRATAR FASE 2TRATADA FASE 2
Fuente: La autora, 2006
Fuente: La autora, 2006
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71
El pH (figura 16) antes del tratamiento presento valores entre 6,9 y 7,3, en
promedio un valor de 7, mientras que después de éste obtuvo valores entre
7,2 y 7,5 con un promedio de 7,3 manteniéndose dentro del rango
permitido. En la segunda fase no se tuvo mayor variación con respecto a
la primera fase, se mantuvo un valor promedio 7,4 después del tratamiento.
Fosfatos. Por lo general se encuentran en bajas concentraciones, la
contaminación orgánica puede aumentar estos valores y sobre todo
sustancias químicas utilizadas en la actividad agropecuaria como
fertilizantes, su valor máximo permitido es 0,2 mg/L PO43- (Decreto 475/98).
Figura 17. Gráfica Fosfatos
FOSFATOS
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
MUESTRA DÍA
mg/
L P
O4 SIN TRATAR FASE 1
TRATADA FASE 1SIN TRATAR FASE 2TRATADA FASE 2LIM ITE
Los fosfatos se incrementaron (ver figura 19), estando desde el día 12 de la
primera fase muy cerca del límite permitido de 0,2 mg/L PO4-2 para agua
potable; para los días 12 y 13 de muestreo se presentaron valores de 0,25 y
0,30mg/L PO4-2 que sobrepasan el límite de agua potable y quedando en
el de agua segura en la primera fase; en cuanto a la segunda fase este
Fuente: La autora, 2006
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72
valor se siguió incrementando estando en más del 50% de los días de
muestreo sobrepasando el límite permisible.
Coliformes Totales y E. Coli. Las concentraciones de coliformes totales y E-
coli se pueden presentar debido a que en el área donde está localizado el
pozo existen zonas de pastoreo y por tal razón la presencia de estiércol de
ganado, el cual por escorrentía e infiltración puede llegar al acuífero en
concentraciones bajas por dilución; se puede observar que en los días 3, 6,
8, 12 y 13 (figura 17) de la primera fase se evidenció la presencia de
microorganismos, sin embargo, después del tratamiento fueron removidos
efectivamente, generando así agua potable desde el punto de vista
bacteriológico. Figura 18. Gráfica Bacteriológico
0
50
100
150
200
250
300
UFC
/100
ml
1 3 5 7 9 11 13
MUESTRA DÍA
BACTERIOLOGICO
CT AGUA SIN TRATAR FASE 1EC AGUA SIN TRATAR FASE 1CT AGUA TRATADA FASE 1EC AGUA TRATADA FASE 1CT AGUA SIN TRATAR FASE 2EC AGUA SIN TRATAR FASE 2CT AGUA TRATADA FASE 2EC AGUA TRATADA FASE 2
Los análisis revelaron que durante el periodo de muestreo de la segunda
fase no hubo presencia de microorganismos patógenos (figura 17) en
ninguno de los dos puntos, por lo cual, al no tener antes del tratamiento
presencia de éstos, naturalmente no se evidencia de manera directa la
CT: Coliformes Totales EC: E.Coli
Fuente: La autora, 2006
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73
efectividad de este sistema de cloración en su remoción, no obstante, se
observa que hasta el punto de distribución final se evita la contaminación
hasta llegar al consumidor final.
Cloro residual. El cloro residual es uno de los parámetros más importantes
del estudio que se desarrolló puesto que es la variable que depende
directamente el objetivo de este, que es comparar el sistema de
desinfección convencional (Hipoclorito de Calcio) con el sistema de
generación de hipoclorito de sodio in situ. El límite según el decreto 475/98
está entre 0,2 y 1,0 mg/L.
Figura 19. Gráfica Cloro Residual
CLORO RESIDUAL
0,73
0,200,28
1,25
2,20
0,60
2,20
0,60
2,08
1,36
2,012,2
0,090
0,5
1
1,5
2
2,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
MUESTRA DÍA
mg/
L
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
LÍM ITE INFERIORLÍM ITE SUPERIORCLORO RESIDUAL FASE 1CLORO RESIDUAL FASE 2
En la gráfica (figura 18) se observa la variación del cloro residual,
encontrándose dentro de los límites (0,2-1,0 mg/L) los días 1, 2, 3, 6 y 8 que
corresponden al 38 % de los días muestreados en la primera fase; el 54% de
los valores de cloro residual se encuentran por encima del límite superior
Fuente: La autora, 2006
0,2 mg/L 1 mg/L
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74
para agua potable que es de 1 mg/L Cl2, lo que evidencia una cloración
alta en el sistema de desinfección.
En la segunda fase se consiguió el 75% de las muestras analizadas dentro
del rango establecido como se observa en la gráfica (figura 18), sin
embargo están muy cerca del límite inferior, esto debido a ineficiencias en
la operación, puesto que en las noches se bombea y no se realiza la
dosificación del desinfectante.
5.2 ANALISIS DE RESULTADOS La comparación del sistema desinfección utilizando de HTH con el
Hipoclorito de sodio generado in-situ se realizó mediante la prueba "t"
student pareada (ver anexo 9) para la cual se utilizaron los datos de los
análisis del agua tratada de los dos sistemas y se plantearon las hipótesis
descritas a continuación:
• HIPÓTESIS DEL ESTUDIO - Ho (Hipótesis nula): No existe diferencia significativa entre los dos
métodos; Ho: DA =DB
- Ha (Hipótesis alternativa): Existe diferencia significativa entre los dos
métodos; Ha: DA ≠DB
• APLICACIÓN
Se aplica la prueba t de Student para decidir si existe diferencia
significativa entre los parámetros analizados para los dos sistemas de
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75
desinfección, definiendo un intervalo de confianza del 95%, el criterio de
rechazo es que si t > tα/2,n-1 se rechaza la hipótesis nula y por el contrario si
t < tα/2,n-1 se acepta la hipótesis nula.
t= prueba t de student d: promedio de las diferencias entre los dos sistemas C= desviación estándar de las diferencias entre los dos sistemas n= número de datos A partir de aplicación de la prueba se obtuvieron los datos expuestos en la siguiente tabla:
TABLA 12. Resultados prueba “t” pareada
Desviación estándar
PARÁMETRO A B
Desviación estándar de
las diferencias
entre los métodos
( C )
Diferencia del
promedio de los dos métodos.
(D)
Promedio de las
diferencias entre los dos
métodos. (d)
Número de
datos. (n)
pH 0,11 0,09 0,14 0,08 0,08 12
CLORO RESIDUAL 0,24 0,80 0,82 -1,00 -1,00 12
DUREZA T 1,55 11,18 8,52 1,43 0,95 8
SULFATOS 1,56 3,17 3,34 -1,67 -1,67 12
FOSFATOS 0,05 0,06 0,06 0,10 0,10 12
HIERRO T 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 12
CLORUROS 2,13 4,87 3,44 0,94 0,39 5
NITRITOS 0,004 0,003 0,005 -0,001 -0,001 12
ALCALINIDAD T 0,23 0,16 0,28 -0,28 -0,28 12
COLIFORMES T∗ - - - - - 8
E. COLI - - - - - 8
∗ Los parámetros microbiológicos Coliformes Totales y E Coli presentaron valor 0 (cero) en los dos tratamientos por lo cual no aplica dentro de la tabla.
Fuente: Saúl A. Peñaranda (asesor proyecto, INS) y la autora 2006
)(*Cndt =
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76
El resumen del análisis mediante la prueba t pareada para la toma de
decisión se relaciona en la tabla 13.
TABLA 13. Valores de t experimental y t tabla.
PARÁMETRO t
Exp. t
Tabla∗∗ Decisión
pH 2,06 2,20 Aceptar
CLORO RESIDUAL 4,23 2,20 Rechazar
DUREZA T 0,32 2,36 Aceptar
SULFATOS 1,73 2,20 Aceptar
FOSFATOS 5,27 2,20 Rechazar
HIERRO T 1,00 2,20 Aceptar
CLORUROS 0,25 2,78 Aceptar
NITRITOS 0,97 2,20 Aceptar
ALCALINIDAD T 3,48 2,20 Rechazar
En la tabla anterior se observa que se acepta la hipótesis nula para los
parámetros de pH, Dureza T, sulfatos, hierro total, nitritos y alcalinidad Total,
lo cual indica que no hay variación significativa entre los sistemas de
desinfección evaluados frente a éstos parámetros.
Para los parámetros de cloro residual, fosfatos y alcalinidad total se
rechaza la hipótesis nula y se acepta la hipótesis alternativa, es decir, que si
existe diferencia significativa.
En la tabla 14 se observa que el parámetro que mostró mayor precisión en
cuanto a pruebas de laboratorio fue dureza total, con un coeficiente de
correlación de 0,41.
∗∗ El valor de t tabla se determinó mediante la herramienta de Microsoft Excel.
Fuente: Saúl A. Peñaranda (asesor proyecto, INS) y la autora, 2006
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TABLA 14. Resultados análisis del coeficiente de correlación y concordancia
PARÁMETRO
Coeficiente de
correlación intraclase
(CCI)
Coeficiente de
concordancia y correlación
(Pc) Sesgo (Cs)
Coeficiente de
correlación ( r )
pH 0,02 0,02 0,73 0,03CLORO RESIDUAL 0,02 0,02 0,23 0,07DUREZA T 0,46 0,42 1,04 0,41SULFATOS 0,09 0,09 0,65 0,13FOSFATOS 0,09 0,09 0,36 0,24HIERRO T 0,04 0,04 0,79 0,05CLORUROS 0,61 0,56 -3,30 -0,17NITRITOS 0,17 0,16 0,91 0,172ALCALINIDAD T 0,00 0,00 -538,78 9,601E-16
El cloro residual presento un coeficiente de correlación de 0,07 lo que
indica que tiene una precisión que se aleja de la esperada y muestra que
el comportamiento de los valores de cloro residual para cada una de las
fases fue muy diferente.
Figura 20. Coeficiente de Concordancia (Pc)
Pc
-0,100000
0,000000
0,100000
0,200000
0,300000
0,400000
0,500000
0,600000
pH
CLORO RESID
UAL
DUREZA T
SULFATOS
FOSFATOS
HIERRO T
CLORUROS
NITRITOS
ALCALIN
IDAD T
Pc
Fuente: Saúl A. Peñaranda (asesor proyecto, INS) y la autora 2006
Fuente: Saúl A. Peñaranda (asesor proyecto, INS) y la autora 2006
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78
La concordancia para los parámetros en general se encuentra cercana a
0 (cero) lo cual indica que es nula, es decir, que la variabilidad de datos en
cada fase es alta.
Como se mencionaba anteriormente, al rechazar la hipótesis nula se
evidencia que si existe diferencia significativa entre los dos métodos de
desinfección, lo cual indica que uno de los dos es el mejor, como se
observa en la grafica de cloro residual (ver figura 19) el método que
presentó mejores resultados fue el hipoclorito de sodio generado in-situ,
pues tuvo un comportamiento más estable.
5.3 ANÁLISIS RESULTADOS TRABAJO DE CAMPO
Cuando se encuentra en exceso, el cloro puede resultar tóxico para el
consumo humano; puesto que al ser una sustancia tan activa, un exceso
de cloro puede reaccionar con distintos compuestos orgánicos, por lo que
aumenta el riesgo de que se produzcan trihalometanos, que son
compuestos carcinógenos, por esto se debe mantener la cantidad de
cloro residual dentro de unos límites. Por otro lado, si el cloro residual es
menos del necesario, el agua puede retener bacterias y virus patógenos
que afectan la salud del consumidor; razón por la cual el cloro continua
siendo la sustancia química que más económicamente, y con mejor
control y seguridad se puede aplicar al agua para obtener su
desinfección.
En cuanto al desarrollo general del muestreo cabe resaltar que los fines de
semana y en las noches no se dosifica el hipoclorito puesto que no se
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79
encuentra el operador de la planta, lo que es una dificultad al establecer
el comportamiento del cloro residual.
En general dentro del desarrollo del proyecto se resalta la falla que existe
en cuanto a la dosificación del desinfectante, puesto que en la primera
fase los valores exceden los límites para agua potable, y en la segunda se
encuentran muy cerca al límite inferior, pues no se aplicó el desinfectante
al mismo tiempo con el tratamiento del agua en la planta.
Para un funcionamiento efectivo del sistema de desinfección utilizando
hipoclorito de sodio generado in-situ se requiere tener continuidad en la
dosificación de este, pues es necesario cada vez que se realiza el
tratamiento del agua para tener un valor constante de cloro residual
dentro del sistema de distribución en el Hospital.
El análisis de los resultados se hizo teniendo en cuenta la normatividad de
agua potable que estaba vigente en el momento de la realización del
estudio, decreto 475 de 1998 del Ministerio de Salud, sin embargo durante
este tiempo el Ministerio de Protección Social en conjunto con el Ministerio
de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial emitieron una nueva
normatividad para Agua de Consumo Humano, Decreto 1575 del 9 de
mayo de 2007 y la resolución 2115 del 22 de junio de 2007, en el anexo 10
se hace un paralelo del cambio de normatividad, especialmente los
parámetros que aplican para el trabajo desarrollado.
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80
6 ANÁLISIS BENEFICIO COSTO
La evaluación beneficio-costo es una técnica analítica que permite
determinar tanto los costos como los beneficios en la realización de
proyectos comparando varias alternativas.
Lo esencial del análisis beneficio-costo es el “valor” de cualquier
actuación, proyecto, inversión o estrategia que es igual al excedente de
los beneficios que reporta, sobre los costos que ocasiona. Por lo cual para
escoger la mejor de las alternativas, se deben estimar los beneficios netos
que proporcionaría cada una de ellas y escoger aquella que ofrezca los
mayores beneficios netos.
La relación beneficio-costo puede asumir los siguientes valores:
Si B/C >1: significa que el proyecto es económicamente ventajoso;
Si B/C =1: significa que el proyecto es económicamente indiferente;
Si B/C <1: Significa que el proyecto no es económicamente ventajoso.
El análisis beneficio-costo se realizó con base a una proyección de cinco
años, ya que este es el tiempo de vida útil de los electrodos del equipo
generador HC-5, y a partir de la cuantificación de los costos que tiene
cada una de las opciones planteadas para la desinfección del agua en la
111
⟨=⟩
CB
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81
Planta de Tratamiento de Agua Potable del Hospital de Yopal que se
describen a continuación:
OPCIÓN A
Corresponde a la utilización de Hipoclorito de Calcio (HTH) para la
desinfección del agua, el costo del tambor de 50 Kg es de $396000=
(Oficina de Planeación Hospital de Yopal)
OPCIÓN B
Se plantea la utilización de un desinfectante no convencional como lo es
el Hipoclorito de Sodio generado in-situ, la inversión inicial es de $2, 900,000
que corresponde al costo del equipo, los demás costos se especifican en
la tabla 15 (Comercializadora Internacional Hidrocloro).
TABLA 15. Cálculo valor de cloro producido in-situ
MATERIA PRIMA O INSUMO
CANTIDAD PARA PRODUCIR UN GRAMO
DE CLORO
CANTIDAD PARA PRODUCIR 280 GRAMOS DE
CLORO
VALOR EN PESOS PARA
PRODUCIR 280 GRAMOS DE
CLORO
AGUA 0,10 Litro 40,00 $ 21,76
ENERGIA 0,0048 Kwh 1,34 $ 384,71
SAL 5,00 Gramos 2000,00 $ 1.200,00
TOTAL COSTO POR PRODUCCIÓN DIARIA $ 1.606,47 Fuente: La autora, 2006 (Adaptación información proveedor equipo)
La tasa de interés utilizada para éste análisis es 6,06% que corresponde al
Indice de Precios al consumidor publicado en el mes de abril de 2007 por el
Banco de la República.
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82
Para desarrollar esta relación se tomaron en cuenta los costos que se
definen a continuación.
Costos Operación, impuestos y seguros
El cálculo de los costos de operación se hizo tomando el número de
operarios que necesita la PTAP, con un salario mínimo legal vigente, mas
prestaciones y servicios de salud, además teniendo en cuenta que el
tiempo de trabajo en planta que corresponde a 2 horas/día, es decir 60
horas/mes, ya que el resto de tiempo se dedica a otras labores dentro del
Hospital.
Costos de Energía
A la par se calculó consumo de energía según las horas de operación al
mes de la Planta de tratamiento de Agua Potable, de acuerdo a la
potencia de la bomba utilizada, teniendo en cuenta que la tarifa de
energía para estrato oficial es de 286,24 $/kwh (tomado de la tarifa de la
Empresa de Energía de Boyacá S.A. ESP.
Costos de consumo insumos
Se hizo teniendo en cuenta el tiempo promedio de funcionamiento de la
Planta de tratamiento que corresponde a 8,83 horas/día según los registros
(ver anexo 11) y los costos específicos de cada uno de ellos (ver anexo 12).
En la siguiente tabla se muestra el resumen de los resultados del cálculo de
los costos (memoria anexo 13) para cada una de las opciones (tabla 16):
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Tabla 16. Resumen costos
COSTO $/mes
OPCIÓN DESINFECTANTE OPERACIÓN MANTENIMIENTO ENERGÍA TOTAL TOTAL ANUAL
A $ 19.231,74 $ 53.870,33 - $ 568.687,32 $ 641.789,39 $ 7.701.472,68
B $ 15.319,43 $ 53.870,33 $ 1.500,00 $ 568.687,32 $ 639.377,08 $ 7.672.524,96
Para el presente estudio se tomo como Beneficio el costo en el que se
incurriría al comprar el agua a la Empresa de Servicios Públicos, en la tabla
17 se hace su descripción.
Tabla 17. Costo agua Acueducto Municipal
CONSUMO DE AGUA (m3/mes)
COSTO ($/m3) COSTO AGUA ACUEDUCTO ($/mes)
COSTO AGUA ACUEDUCTO ($/AÑO)
1907,28 $ 544,00 $ 1.037.560,32 $ 12.450.723,84
Al tener identificados cada uno de los costos se puede proceder a realizar
el análisis beneficio-costo para cada una de las opciones como se
observan en las tablas 18 y 19.
Tabla 18. Análisis B/C Opción A
Actividad Año 0 1 2 3 4 5
Beneficio - $ 12.168.234 $ 12.168.234 $ 12.168.234 $ 12.168.234 $ 12.168.234Costo anual de operación y mantenimiento - $ 7.701.473 $ 7.701.473 $ 7.701.473 $ 7.701.473 $ 7.701.473
Inversiones - - - - - -
Valor de salvamento - - - - - -
VPN BENEFICIOS 60841171,2 VP= VF(1+i)^-n VPN COSTOS 32213225,54 B/C 1,89 IPC 6,26%
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Tabla 19. Análisis B/C Opción B Actividad Año 0 1 2 3 4 5
Beneficio - $ 12.168.234 $ 12.168.234 $ 12.168.234 $ 12.168.234 $ 12.168.234Costo anual de operación y mantenimiento - $ 7.672.525 $ 7.672.525 $ 7.672.525 $ 7.672.525 $ 7.672.525
Inversiones $ 2.900.000 - - - - -
Valor de salvamento - - - - - $ 1.700.000
VPN BENEFICIOS 60841171,2 VP= VF(1+i)^-n VPN COSTOS 33292144,9 B/C 1,83 IPC 6,26%
Al relacionar los costos de la utilización del Hipoclorito de Calcio (opción A)
y el Hipoclorito de sodio generado in-situ(opción B) con los de adquirir el
agua de la Empresa de Acueducto, se obtuvo como resultado que la
opción A presenta un valor B/C de 1.89 y la opción B un valor de 1.83, lo
cual indica que las dos opciones son económicamente ventajosas.
En cuanto a las dos opciones se observa que no existe una gran diferencia
en términos de la relación beneficio-costo, es decir que aunque se debe
realizar una inversión inicial para el hipoclorito de sodio generado in-situ,
está se ve disminuida frente a los costos anuales por operación y
mantenimiento.
A partir de esto se puede afirmar que las dos opciones son buenas y que se
debe entrar a evaluar los resultados obtenidos en cuanto a la efectividad
de los dos sistemas de desinfección.
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7 CONCLUSIONES • La planta de tratamiento de agua potable del Hospital de Yopal
presenta un buen funcionamiento general, teniendo inconvenientes solo
con el sistema de desinfección integrado de la planta compacta en el
cual se realiza la aplicación de hipoclorito de calcio (HTH) según las
dosificaciones establecidas por el fabricante (300gr/24h), debido a la
dificultad de manipulación de las válvulas y en general su funcionamiento,
por lo que aun no se ha logrado obtener un residual constante de cloro
por el contrario en su mayoría los valores se encuentran por fuera de los
límites establecidos por el decreto 475/98.
• No se realizó el cálculo de la dosificación óptima de los desinfectantes
puesto que el objetivo era evaluar los sistemas desde su operación normal
siguiendo lo establecido en el manual de operación y mantenimiento de
cada uno de los sistemas.
• La operación del equipo de generación de hipoclorito de sodio in-situ
es sencilla, se realiza la producción según el procedimiento establecido, y
para la dosificación solo se necesita cambiar el bidón cada vez que sea
necesario, teniendo en cuenta que la cantidad producida para este caso
es suficiente para desinfectar agua durante cuatro días, en los cuales el
operador solo se debe abrir y cerrar la válvula de dosificación durante el
tiempo el operación de la planta, en la que previamente se ha
establecido la dosis de la unidad para alcanzar el residual establecido en
la normatividad vigente.
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• Se observó que el día lunes se presentó deficiencia en la concentración
de Cloro residual dentro de la red de distribución, puesto que los fines de
semana no se realizó una dosificación constante del hipoclorito de sodio
generado in-situ debido a la falta de operador, pues ésta se dosifica
manualmente; un fin de semana no se dosificó por lo que presentó la
menor concentración, y el otro, no se detuvo la dosificación, razón por la
cual presentó el mayor pico alcanzando un valor de 4 mg/L.
• Las pruebas realizadas a los dos sistemas de desinfección arrojaron
como resultado que para el sistema convencional (HTH) menos del 50 % de
las muestras se encuentran entre 0,2 y 1 mg/L, rango permitido por la
norma, mientras que para el sistema no convencional (Hipoclorito
generado in-situ) el 75% se encuentra dentro del rango.
• En la segunda fase también se realizaron pruebas diarias de cloro
residual en 3 puntos del abastecimiento, tanque de almacenamiento, sala
de cirugía y cocina, en los cuales se obtuvo un residual promedio de 0.8,
0.7 y 0.6 mg/L respectivamente, lo cual muestra que se obtiene un
comportamiento normal del cloro residual teniendo en cuenta las
distancias de los puntos; es por esto que se considera como una buena
alternativa para la desinfección del agua.
• Se determinó que el comportamiento del cloro residual, varía de
acuerdo al sistema utilizado, hipoclorito de calcio o hipoclorito de sodio
generado in-situ, lo cual indica que existe diferencia significativa en cuanto
a cloro residual para los dos sistemas de desinfección, siendo el segundo el
más estable que el primero.
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• El análisis beneficio-costo arrojó como resultado que los dos sistemas son
económicamente viables en comparación con el costo que tendría el
Hospital al comprar el agua al acueducto municipal, además de ésta
manera tienen la ventaja de controlar la calidad de agua de consumo.
• Aunque la opción más ventajosa en cuanto a costos fue la del
Hipoclorito de Calcio, no se puede desconocer que la aplicación del
Hipoclorito de sodio generado in-situ según los resultados de laboratorio
obtenidos, es una buena alternativa puesto que presento valores de cloro
residual dentro del rango esperado con una mínima dosificación y una
operación mucho más fácil y menos riesgosa en cuanto a exposición de
los operarios a productos químicos.
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8 RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar pruebas de dosis óptima para el desinfectante
utilizado actualmente en la planta, Hipoclorito de Calcio, a partir de ella y
con el caudal, calcular la correcta dosificación de desinfectante, pues
para este caso no era el objetivo, pero si es importante su realización,
además de la revisión desde el mismo funcionamiento del sistema de
desinfección.
Si se decide utilizar el sistema de generación de hipoclorito de sodio
generado in-situ, se recomienda tener una continua dosificación de éste
para así poder obtener los resultados esperados y cumplir con la
normatividad vigente.
Se recomienda realizar capacitaciones integrales a los operarios y/o
técnicos de la planta para así mejorar el rendimiento en el funcionamiento
de la Planta de Tratamiento de Agua Potable.
Se recomienda hacer los ajustes propios del cambio en la normatividad de
agua potable, sobre todo en aquellos parámetros críticos para éste estudio
que se vieron afectados, como por ejemplo el cloro residual que amplio su
rango permisible.
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BIBLIOGRAFÍA
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CASTILLO SANCHEZ, Mauricio. Guía para la formulación de proyectos de
investigación. Bogotá: Cooperativa Editorial Magisterio, 2004.
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Organización Panamericana de la Salud. La calidad del agua potable en América Latina. Washington: 1996.
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Tecnologías apropiadas en agua potable y saneamiento básico.
REIFF, Fred M. Desinfección usando una mezcla de gases oxidantes
generados in situ (MOGGO). Publicaciones técnicas CEPIS. Disponible en www.cepis.ops-oms.org/eswww/ proyecto/repidisc/publica/hdt/hdt032.html
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TAMAYO Y TAMAYO, Mario. La investigación. Serie “Aprender a Investigar”. Bogotá: ICFES, 1999.
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Anexos
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ANEXO 1. SISTEMA ABASTECIMIENTO DE AGUA HOSPITAL DE YOPAL
Fuente. Oficina de Planeación Hospital de Yopal
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ANEXO 2. MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
POTABLE DEL HOSPITAL DE YOPAL
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ANEXO 3. CONTROL DIARIO CLORO RESIDUAL SEGUNDA FASE
TABLA 20. Control diario Cloro Residual segunda fase
CONTROL CLORO RESIDUAL PTAP HOSPITAL DE YOPAL
DÍA FECHA HORA LUGAR CLORO RESIDUAL mg/L
VIERNES 01/12/2006 7:30:00 COCINA 0,7 VIERNES 01/12/2006 7:38:00 CIRUGÍA 0,7 VIERNES 01/12/2006 7:42:00 TANQUE 0,8 MARTES 05/12/2006 7:00:00 COCINA 0,2 MARTES 05/12/2006 7:10:00 TANQUE 0,3 MARTES 05/12/2006 7:25:00 CIRUGÍA 0,2 MIERCOLES 06/12/2006 7:10:00 COCINA 0,4 MIERCOLES 06/12/2006 7:20:00 CIRUGÍA 0,4 MIERCOLES 06/12/2006 7:25:00 TANQUE 0,4 JUEVES 07/12/2006 8:14:00 TANQUE 0,7 JUEVES 07/12/2006 8:17:00 CIRUGÍA 0,7 JUEVES 07/12/2006 8:25:00 COCINA 0,5 VIERNES 08/12/2006 7:30:00 CIRUGÍA 0,7 VIERNES 08/12/2006 8:00:00 COCINA 0,7 VIERNES 08/12/2006 8:30:00 TANQUE 0,9 LUNES 11/12/2006 7:10:00 TANQUE 0,1 LUNES 11/12/2006 7:15:00 CIRUGÍA 0,1 LUNES 11/12/2006 7:20:00 COCINA 0 MARTES 12/12/2006 7:00:00 CIRUGÍA 0,4 MARTES 12/12/2006 7:20:00 COCINA 0,3 MARTES 12/12/2006 7:45:00 TANQUE 0,5 MIERCOLES 13/12/2006 7:40:00 COCINA 0,2 MIERCOLES 13/12/2006 7:50:00 CIRUGÍA 0,2 MIERCOLES 13/12/2006 8:00:00 TANQUE 0,3 JUEVES 14/12/2006 7:50:00 TANQUE 0,5 JUEVES 14/12/2006 8:10:00 CIRUGÍA 0,5 JUEVES 14/12/2006 8:20:00 COCINA 0,4 VIERNES 15/12/2006 8:00:00 TANQUE 0,3 VIERNES 15/12/2006 8:10:00 COCINA 0,2 VIERNES 15/12/2006 16:20:00 CIRUGÍA 1 LUNES 18/12/2006 7:30:00 COCINA 3 LUNES 18/12/2006 7:40:00 CIRUGÍA 3 LUNES 18/12/2006 7:50:00 TANQUE 4 MARTES 19/12/2006 9:30:00 CIRUGÍA 0,6 MARTES 19/12/2006 9:40:00 TANQUE 0,8 MARTES 19/12/2006 9:50:00 COCINA 0,5 MIERCOLES 20/12/2006 8:00:00 CIRUGÍA 0,5 MIERCOLES 20/12/2006 8:10:00 TANQUE 0,5 MIERCOLES 20/12/2006 8:20:00 COCINA 0,5
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ANEXO 4. CÓMO MEDIR LA CONCENTRACIÓN DE HIPOCLORITO DE SODIO RECIÉN PRODUCIDO PARA ASEGURAR LA CALIDAD∗∗∗
CONCENTRACIÓN DEL HIPOCLORITO DE SODIO PRODUCIDO IN-SITU.
Materiales requeridos:
• Pipetas de 1 ml • Pipeteador (para sacar la solución a la pipeta) • Cilindros graduados de 2 100-ml • Agua destilada • Comparador de cloro colorimétrico (Juegos de herramientas, bandas de prueba,
otros colorimétricos)
Procedimiento de prueba:
• Llenar ambos cilindros graduados con 99 ml de agua destilada • Sacar 1 ml de hipoclorito de sodio recién preparado y colocarlo en el primer
cilindro graduado, mezclar bien. • Sacar 1 ml de solución del primer cilindro graduado y colocarlo en el segundo
graduado y mezclar bien • Medir la solución en el segundo cilindro graduado en el comparador de cloro, el
resultado se medirá en mg por litro • Con este método, las unidades en mg/litro corresponden exactamente a la
concentración del desinfectante producido. (Por ejemplo, si la solución del segundo cilindro graduado es 0.5 mg por litro, entonces la solución de hipoclorito de sodio es 0.5%.)
Base para este cálculo:
Primer cilindro graduado: X mg de solución de hipoclorito /100ml (99ml H2O + 1 ml de solución de hipoclorito) = X mg/100ml
Segundo cilindro graduado: Y mg x 1 ml de solución del primer cilindro por /100ml (99ml H2O + 1 ml solución primer cilindro) = Y mg/100ml
Ejemplo:
Si la solución de hipoclorito de sodio es de 0.5%, esto es igual 0.5gm/100ml, lo que es igual a 500mg/100ml. En 1 ml, hay 5mg.
∗∗∗ Extraído de www.cdc.gov/Spanish/agua-segura/sannex_c.htm
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Por tanto, en el primer cilindro, usted tiene:
5mg/100ml (99ml H2O + 1 ml de solución de hipoclorito)
1 ml de esta solución tiene 0.05mg de solución.
En el segundo cilindro usted tiene:
0.05 mg/100ml (99ml H2O + 1 ml de solución del primer cilindro)
La concentración de esta solución en mg/litro (que es lo que se mide en los comparadores de cloro) es de 0.5 mg/litro. Si usted obtiene esta medición en el comparador de cloro después de realizar este procedimiento, la solución de hipoclorito de sodio es de 0.5 gm/100ml ó 0.5%.
Procedimiento de prueba alternativo de la concentración de hipoclorito de sodio (si no se dispone de cilindros graduados)
Materiales requeridos:
• pipeta de 1 ml • 1 recipiente de 20 litros • agua destilada • comparador de cloro
Procedimiento de prueba:
• Llenar el recipiente de 20 litros (tratar de llenarlo exactamente; la variación por unos cuantos ml no afectará apreciablemente a los resultados).
• Añadir 2ml de la solución de hipoclorito de sodio y mezclar bien • Medir esta solución con el comparador de cloro • Con este método, las unidades en mg/litro corresponden a la concentración de
desinfectante producido. (Por ejemplo, si la solución es de 0.5 mg por litro, entonces la solución de hipoclorito de sodio es de 0.5%)
Ejemplo:
Si la concentración de la solución de hipoclorito de sodio es de 0.5%, ó 0.5gm/100ml, ó 500mg/100ml, en 1 ml de solución hay 5 mg. En 2ml de solución, hay 10mg.
10mg/20 litros = 0.5mg/litro. Si usted obtiene esta medición en el comparador de cloro
después de realizar este procedimiento, la solución de hipoclorito de sodio es de 0.5
gm/100ml ó 0.5%.
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ANEXO 5. PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACIÓN DE ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS
Foto 15. Buretas digitales BRAND y reactivos
TITULACIÓN POR VOLUMETRÍA: Los análisis realizados por este método son Acidez, Alcalinidad Total, Cloruros, Dureza (Standard Methods), utilizando buretas digitales (foto 15) y se describen los procedimientos de cada uno:
Acidez
• Materiales: Erlenmeyer de 250 ml, probeta 100 ml
• Equipo: bureta digital • Procedimiento:
a. Medir 100 ml de muestra en la probeta y transferirla al Erlenmeyer de 250 ml
b. Si el agua es tratada, agregue una gota de solución de tiosulfato de sodio 0,1 M y agitar suavemente.
c. Adicionar 4 gotas de solución de indicador mixto, agitar suavemente
d. Si el color es azul, la acidez mineral es cero (0), si es anaranjado, continuar,
e. Titular gota a gota con la solución de hidróxido de sodio 0,02 N hasta que cambie de color anaranjado a color azul.
f. Anotar el volumen de solución de hidróxido de sodio gastado
Alcalinidad
• Materiales: Erlenmeyer de 250 ml, probeta 100 ml
• Equipo: bureta digital • Procedimiento:
a. Medir 100 ml de muestra en la probeta y transferirla al Erlenmeyer de 250 ml
b. Adicionar 3 gotas de solución de indicador mixto, agitar suavemente
c. Si aparece un color anaranjado, la alcalinidad total es cero (0), pero si el color desarrollado es azul, continuar,
d. Titular gota a gota con ácido sulfúrico 0,02 N hasta la aparición de un color anaranjado.
e. Anotar el volumen de solución de hidróxido de sodio gastado
Fuente. La autora,2006
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Dureza Total
• Materiales: Erlenmeyer de 250 ml, pipetas aforadas 1 ml, probeta 50 ml
• Equipo: bureta digital • Procedimiento:
a. Medir 50 ml de muestra en la probeta y transferirla al Erlenmeyer de 250 ml
b. Adicionar 1 ml de solución reguladora de amonio y mezclar
c. Agregar con la cucharilla de medición una pequeña cantidad de indicador negro de eriocromo en polvo, agitar
d. Si aparece color azul, la dureza total es igual a cero (0), si la coloración es vino tinto continuar con el siguiente paso.
e. Titular la muestra con la solución estándar de EDTA 0,01 M gota a gota agitando hasta que aparezca un color azul.
f. Anotar el volumen de EDTA gastado
Dureza Al Calcio
• Materiales: Erlenmeyer de 250 ml, pipetas aforadas 1 ml, probeta 50 ml
• Equipo: bureta digital • Procedimiento:
a. Medir 50 ml de muestra en la probeta y transferirla al Erlenmeyer de 250 ml
b. Adicionar 2 ml de solución de hidróxido de sodio 1 N para llevar a un pH de 12 a 13
c. Agregar con la cucharilla 0,1 a 0,2 g de mezcla sólida de indicador, agitar
d. Titular inmediatamente para evitar la precipitación del CaCO3 y la descomposición del indicador con la solución estándar de EDTA 0,01 M gota a gota agitando continuamente hasta obtener el cambio de color del indicador utilizado.
e. Anotar el volumen de EDTA gastado
Cloruros
• Materiales: Erlenmeyer de 250 ml, pipetas aforadas 1 ml, probeta 100 ml
• Equipo: bureta digital • Procedimiento:
a. Medir 100 ml de muestra en la probeta y transferirla al Erlenmeyer de 250 ml
b. Adicionar 2 gotas de fenoftaleína y ajustar el pH en un rango de 7 a 10 con ácido sulfúrico 1 N o hidróxido de sodio 1 N según sea el caso.
c. Agregar 1 ml de solución indicadora de cromato de potasio y homogenizar
d. Titular la muestra con la solución estándar de Nitrato de Plata, gota a gota agitando continuamente hasta obtener un color rojo ladrillo que indica el punto final de la titulación
e. Anotar el volumen de Nitrato de Plata gastado
f. Titular un blanco de reactivos siguiendo el procedimiento anterior.
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
116
- pH-METRO HANDYLAB 1 SCHOTT: con éste se realizaron los análisis para los parámetros de pH y temperatura. Foto 16. pH-metro
• pH Se realizó la medida a temperatura ambiente con un pH–metro Handylab 1 Schott (foto 16). El electrodo fue calibrado con disolución tampón de pH 7 antes de realizar las medidas.
Fuente: La autora, 2006
Foto 17. Espectrofotómetro DR/2000- ESPECTROFOTÓMETRO HACH DR/2000
Se utilizó para la determinación de color, fosfatos, sulfatos, cloro libre, hierro y nitritos, el kit de reactivos de la casa Hach para cada uno de estos parámetros, midiéndose la concentración mediante un espectrofotómetro HACH DR/2000 (foto 17).
Fuente: La autora, 2006
Tabla 21. Parámetros espectrofotómetro DR/2000
PARÁMETRO LONGITUD DE ONDA (nm)
REACTIVO
Sulfatos 450 Sulfaver Color 455 - Nitritos 507 Nitriver Hierro 510 Ferrover Cloro 530 Chlorine Reagent Fosfatos 890 Phosver
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
117
ANEXO 6. REGISTRO FOTOGRÁFICO LABORATORIO DE AGUAS SECRETARIA DE SALUD DE
CASANARE
Foto 18. Análisis con espectrofotómetro HACH DR 2000
Fuente: La autora, 2006
Foto 19. Preparación material pruebas de titulación
Fuente: La autora, 2006
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
118
ANEXO 7. REPORTE DE RESULTADOS MUESTREO PRIMERA FASE
Tabla 22. Resultados Muestreo Primera Fase- Salida Pozo Profundo
Fuente: La autora, 2006
ANEXO 7a: AGUA SIN TRATAMIENTO PUNTO 1: SALIDA POZO PROFUNDO NO.
MUESTRA
PARAMETRO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
OLOR ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE
SUSTANCIAS FLOTANTES AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE
COLOR 0 0 0 3 0 1 0 1 0 0 6 0 1
TEMPERATURA 24,8 24,7 24,4 23,9 24,3 25,9 24,2 23,9 23,3 24,5 24,5 24,5 24,9
PH 7,1 7 7 7,1 7,1 7,1 7,3 7 7 7,1 7 6,9 6,9
CLORO RESIDUAL 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
DUREZA TOTAL 107,6 63 100 94,4 96,6 106,6 102,2 94,2 94,8 98 93,8 93,8 97,2
DUREZA CALCICA 32,06 9,21 35,11 21 35,51 24,68 21,48 21,08 32,14 30,7 25,57 23,48 31,9
SULFATOS 37 36 35 37 35 36 35 38 36 38 35 30 34
FOSFATOS 0,15 0,09 0,1 0,17 0,17 0,2 0,17 0,19 0,19 0,18 0,18 0,25 0,3
HIERRO TOTAL 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02
CLORUROS 0 0 0 8,6 13,6 11,8 3,8 9,25 6,7 0,25 5,2 3,65 5
NITRITOS 0,006 0,017 0,01 0,017 0,013 0,009 0,009 0,006 0,009 0,009 0,009 0,013 0,009
ALCALINIDAD TOTAL 8,6 8,4 8,1 8,4 8,3 8,5 9,4 9 8,8 8,2 8,1 8,4 8,4
ACIDEZ MINERAL 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
COLIFORMES TOTALES 0 0 10 0 0 200 0 300 100 200
E.COLI 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0
PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES
OLOR ACEPTABLE, NO ACEPTABLE
CLORO RESIDUAL mg/l Cl- HIERRO TOTAL mg/l Fe
SUSTANCIAS FLOTANTES
PRESENTES, AUSENTES
DUREZA TOTAL CaCO3 CLORUROS mg/l CL-
COLIFORMES TOTALES
UFC/100ml
COLOR UPC DUREZA CALCICA mg/l Ca NITRITOS mg/l NO2- TEMPERATURA °C SULFATOS mg/l SO4 -2 ALCALINIDAD TOTAL CaCO3 PH - FOSFATOS mg/l PO4 -2 ACIDEZ MINERAL CaCO3
E.COLI UFC/100ml
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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119
Tabla 23. Resultados Muestreo Primera Fase- Grifo Cocina
Fuente: La autora, 2006
ANEXO 7b: AGUA TRATADA PUNTO 2: GRIFO COCINA NO.
MUESTRA
PARAMETRO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
OLOR ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE
SUSTANCIAS FLOTANTES AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE
COLOR 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0
TEMPERATURA 24,7 24,6 24,3 24,3 24,5 26,0 24,2 23,8 22,8 24,5 24,5 24,8 25,1
PH 7,3 7,3 7,3 7,2 7,3 7,4 7,5 7,4 7,4 7,4 7,3 7,2 7,2
CLORO RESIDUAL 0,73 0,2 0,28 1,25 2,2 0,6 2,2 0,6 2,08 1,36 2,01 2,2 0,09
DUREZA TOTAL 100 65,4 90,6 95,6 95,6 96,8 99 93,8 96,4 98,4 96,8 97,6 99,6
DUREZA CALCICA 25,89 10,98 32,06 22,92 37,43 21,24 21 20,92 32,94 26,53 23,48 21 30,78
SULFATOS 33 37 35 43 36 37 35 37 38 34 30 34 34
FOSFATOS 0,15 0,07 0,02 0,1 0,14 0,16 0,19 0,19 0,16 0,18 0,18 0,2 0,23
HIERRO TOTAL 0,02 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0,01 0,01
CLORUROS 0 0 0 8,9 8,9 10,95 3,7 8,55 6,15 5,65 4,6 6,15 4,6
NITRITOS 0,013 0,017 0,01 0,013 0,019 0,009 0,009 0,009 0,009 0,013 0,013 0,016 0,009
ALCALINIDAD TOTAL 8,6 8,4 8,6 8,5 8,2 8,6 8,2 8,4 8,4 8,4 8,4 8,7 8,4
ACIDEZ MINERAL 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
COLIFORMES TOTALES 0 0 0 0 0 0 0 0 NR NR NE 0 0
E.COLI 0 0 0 0 0 0 0 0 NR NR NR 0 0
PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES
OLOR ACEPTABLE, NO ACEPTABLE
CLORO RESIDUAL mg/l Cl- HIERRO TOTAL mg/l Fe
SUSTANCIAS FLOTANTES
PRESENTES, AUSENTES
DUREZA TOTAL CaCO3 CLORUROS mg/l CL-
COLIFORMES TOTALES
UFC/100ml
COLOR UPC DUREZA CALCICA mg/l Ca NITRITOS mg/l NO2- TEMPERATURA °C SULFATOS mg/l SO4 -2 ALCALINIDAD TOTAL CaCO3 PH - FOSFATOS mg/l PO4 -2 ACIDEZ MINERAL CaCO3
E.COLI UFC/100ml
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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120
ANEXO 8. REPORTE DE RESULTADOS MUESTREO SEGUNDA FASE
Tabla 24. Resultados Muestreo Segundo Fase- Salida Pozo profundo
Fuente. La autora, 2006
ANEXO 8a: AGUA SIN TRATAMIENTO PUNTO 1: SALIDA POZO PROFUNDO NO. MUESTRA
PARAMETRO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 OLOR ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE
SUSTANCIAS FLOTANTES AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE
COLOR 1 3 1 0 0 0 0 0 0,00 3,00 1,00 0,00
TEMPERATURA 23,2 23,6 23,5 24,9 24,4 24,5 23,5 23,8 24,40 24,30 24,40 24,70
PH 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,1 7,00 7,10 7,00 7,20
CLORO RESIDUAL 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
DUREZA TOTAL 94,2 91,4 94,2 94,0 93,4 94,8 94,0 93,0 NR NR NR NR
DUREZA CALCICA 34,6 31,0 31,3 33.66 33,3 30,5 NR NR NR NR NR NR
SULFATOS 36 33 37 37 34 34 34 34 32,00 33,00 32,00 30,00
FOSFATOS 0,22 0,20 0,23 0,26 0,27 0,25 0,30 0,28 0,25 0,23 0,20 0,20
HIERRO TOTAL 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01
CLORUROS 3,7 3,4 3,6 5,1 3,2 NR NR NR NR NR NR NR
NITRITOS 0.016 0,009 0,013 0,009 0,009 0,009 0,013 0,009 0,01 0,01 0,01 0,01
ALCALINIDAD TOTAL 8,10 8,2 8 8,2 8,4 8 8,4 8,2 7,60 8,00 7,90 8,00
ACIDEZ MINERAL 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00
COLIFORMES TOTALES 0 0 0 0 0 0 0 0 NR NR NR NR
E.COLI 0 0 0 0 0 0 0 0 NR NR NR NR
PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES
OLOR ACEPTABLE, NO ACEPTABLE
CLORO RESIDUAL mg/l Cl- HIERRO TOTAL mg/l Fe
SUSTANCIAS FLOTANTES
PRESENTES, AUSENTES
DUREZA TOTAL CaCO3 CLORUROS mg/l CL-
COLIFORMES TOTALES
UFC/100ml
COLOR UPC DUREZA CALCICA mg/l Ca NITRITOS mg/l NO2-
TEMPERATURA °C SULFATOS mg/l SO4 -2 ALCALINIDAD TOTAL CaCO3 PH - FOSFATOS mg/l PO4
-2 ACIDEZ MINERAL CaCO3
E.COLI UFC/100ml
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
121
Tabla 25. Resultados Muestreo Segundo Fase- Grifo Cocina
Fuente: La autora, 2006
ANEXO 8b: AGUA TRATADA PUNTO 2: GRIFO COCINA NO.
MUESTRA
PARAMETRO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 OLOR ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE ACEPTABLE
SUSTANCIAS FLOTANTES AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE AUSENTE
COLOR 5 9 2 2 2 0 1 0 0,00 0,00 0,00 0,00 TEMPERATURA 23,1 23,7 23,6 25,2 25,3 25,0 23,6 24,1 24,30 24,20 24,50 25,10 PH 7,5 7,3 7,2 7,5 7,5 7,3 7,5 7,5 7,30 7,50 7,50 7,40 CLORO RESIDUAL 0,00 0,50 0,10 0,01 0,22 0,24 0,22 0,20 0,25 0,50 0,90 0,12 DUREZA TOTAL 96,6 92,6 92,6 93,6 94,6 93,4 93,4 91,4 NR NR NR NR DUREZA CALCICA 35,1 31,7 31,7 32,1 32,4 32,6 NR NR NR NR NR NR SULFATOS 35 36 30 34 35 34 34 36 34,00 34,00 34,00 33,00 FOSFATOS 0,21 0,20 0,21 0,25 0,34 0,26 0,32 0,27 0,21 0,21 0,20 0,22 HIERRO TOTAL 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 CLORUROS 1,6 5,4 7,3 4,8 3,5 NR NR NR NR NR NR NR NITRITOS 0,01 0,023 0,013 0,009 0,009 0,016 0,009 0,009 0,01 0,01 0,01 0,01 ALCALINIDAD TOTAL 7,90 8,2 7,8 8,6 8,2 8,4 8 8,4 7,90 8,20 8,20 8,20 ACIDEZ MINERAL 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00 COLIFORMES TOTALES 0 0 0 0 0 0 0 0 NR NR NR NR E.COLI 0 0 0 0 0 0 0 0 NR NR NR NR
PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES PARAMETRO UNIDADES
OLOR ACEPTABLE, NO ACEPTABLE
CLORO RESIDUAL mg/l Cl- HIERRO TOTAL mg/l Fe
SUSTANCIAS FLOTANTES
PRESENTES, AUSENTES
DUREZA TOTAL CaCO3 CLORUROS mg/l CL-
COLIFORMES TOTALES
UFC/100ml
COLOR UPC DUREZA CALCICA mg/l Ca NITRITOS mg/l NO2-
TEMPERATURA °C SULFATOS mg/l SO4 -2 ALCALINIDAD TOTAL CaCO3 PH - FOSFATOS mg/l PO4
-2 ACIDEZ MINERAL CaCO3
E.COLI UFC/100ml
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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122
ANEXO 9. METODOLOGÍA ANÁLISIS DE RESULTADOS
METODOLOGÍA ANÁLISIS DE RESULTADOS
El análisis de los resultados obtenidos se hizo mediante la prueba "t" pareada, donde se evalúa la hipótesis de que el promedio de la diferencia entre los dos métodos es cero, y se estima la concordancia de los métodos en promedio, para lo cual se utilizó la fórmula siguiente: Donde: d = promedio de las diferencias entre los dos métodos. C = desviación estándar de las diferencias entre los dos métodos. n = número de datos. Coeficiente de correlación intraclase (CCI): Con este coeficiente se evaluará la repetitividad de mediciones en los dos métodos. Donde: A = desviación estándar del método A B = desviación estándar del método B C = desviación estándar de las diferencias entre los métodos A y B D = diferencia del promedio de los dos métodos. n = número de datos. Límites de concordancia Donde: promedio de las diferencias entre los dos métodos. 100(1 - a/2 ) percentil de la distribución normal estándar Coeficiente de concordancia y correlación(Pc) Donde: A = desviación estándar del método A B = desviación estándar del método B C = desviación estándar de las diferencias entre los métodos A y B D = diferencia del promedio de los dos métodos. Se calcula el sesgo despejando Cs en la ecuación anterior.
(Saúl Antonio Peñaranda, Asesor INS)
)(*Cndt =
n
CCICDBA
CBA2
222
222
−++
−+=
Cd Z 21 α−±
d
Z 21 α− )21(100 α−
DBACBAPC 222
222
++
−+=
rCP sC =
rPC C
s =
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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123
ANEXO 10. PARALELO CAMBIO DE NORMATIVIDAD AGUA PARA CONSUMO HUMANO
El 22 de junio de 2007 el Ministerio de la Protección social junto con el
Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial establecen
mediante la resolución 2115 las nuevas características, instrumentos básicos
y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua
para consumo humano.
A continuación se hace una comparación de los cambios en los valores de
los parámetros, que hubo en cuanto a normatividad para agua de
consumo humano.
Con color rojo se identifican los parámetros que tuvieron cambios.
Criterios organolépticos y físicos de la calidad del agua potable
Elementos, compuestos químicos y mezclas de compuestos químicos que tienen
implicaciones sobre la salud humana
CARACTERÍSTICAS EXPRESADAS COMO Decreto 475/98
VALOR ADMISIBLE mg/L
Resolución 2115/07
VALOR ADMISIBLE mg/L
Nitritos NO2- 0.1 0,1
Decreto 475/98 Resolución 2115/07
CARACTERISTICAS EXPRESADAS EN VALOR MÁXIMO
ADMISIBLE
CARACTERISTICAS EXPRESADAS EN VALOR MÁXIMO
ADMISIBLE
Color Verdadero Unidades de Platino Coblato (UPC)
< 15 Color Aparente Unidades de Platino Coblato (UPC)
15
OLOR Y SABOR Aceptable OLOR Y SABOR Aceptable
Turbiedad Unidades nefelométricas de tubidez (UNT)
< 5 Turbiedad Unidades nefelométricas de tubidez (UNT)
2
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
124
Elementos y compuestos químicos que tienen implicaciones de tipo económico
CARACTERISTICAS EXPRESADAS COMO Decreto 475/98
VALOR ADMISIBLE mg/L
Resolución 2115/07
VALOR ADMISIBLE mg/L
Calcio Ca 60 60
Alcalinidad Total CaCO3 100 200
Cloruros Cl- 250 250
Dureza Total CaCO3 160 300
Hierro Total Fe 0.3 0,3
Magnesio Mg 36 36
Sulfatos SO4-2 250 250
Fosfatos PO4-3 0.2 0,5
Otros
CARACTERISTICAS
Decreto 475/98
VALOR ADMISIBLE
Resolución 2115/07
VALOR ADMISIBLE
Cloro residual libre 0,2 y 1,0 0,3 y 2,0
Potencial de Hidrógeno
6,5 y 9,0 6,5 y 9,0
Conductividad 50 – 1000 microsiemens/cm
Hasta 1000 microsiemens/cm
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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125
ANEXO 11. REGISTROS CONTROL DIARIO PTAP HOSPITAL DE YOPAL
Tabla 26. Reportes Control Diario PTAP Hospital de Yopal
Continúa...
HOSPITAL DE YOPAL E.S.E FECHA
OFICINA DE PLANEACIÒN - SANEAMIENTO AMBIENTAL
CONTROL PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP) Agosto de 2006
Día Mes Tiempo de bombeo
(hr) Actividad Realizada
Cantidad cloro
(gramos)
Cantidad sulfato Al. (gramos)
Responsable Obs
1 8
2 8
3 8
4 8
5 8
6 8
7 8
8 8
9 8
10 8
11 8
12 8
13 8 comienza funcionamiento PTAP
14 8 17 bombeo 0 0 Carlos prueba
15 8 4 Cloración 300 1750 Carlos dosificación
16 8 8 bombeo 0 0 Carlos
17 8 8 bombeo 0 0 Carlos
18 8 8 bombeo y Cloración 300 1750 Carlos Retrolav.
19 8 8 bombeo 0 0 Carlos
20 8 8 bombeo 0 0 Carlos
21 8 8 bombeo 0 Carlos
22 8 10 Cloración 300 1750 Carlos Retrolav.
23 8 18 bombeo 0 0 Carlos
24 8 10 bombeo 0 0 Carlos
25 8 7,5 Cloración 300 1750 Carlos Retrolav.
26 8 4,3 bombeo 0 0 Carlos
27 8 4,3 bombeo 0 0 Carlos
28 8 4,3 bombeo 0 0 Carlos
29 8 10,3 Cloración 300 1750 Carlos Retrolav.
30 8 8,3 bombeo 0 0 Carlos
31 8 8 bombeo 0 0 Carlos
TOTAL 154 1500 8750
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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126
Continúa...
HOSPITAL DE YOPAL E.S.E FECHA OFICINA DE PLANEACIÒN - SANEAMIENTO AMBIENTAL
CONTROL PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP) Septiembre de 2006
Día Mes
Tiempo de
bombeo (hr)
Actividad Realizada
Cantidad cloro
(gramos)
Cantidad sulfato Al. (gramos)
Responsable Obs
1 9 10 Cloración 300 1750 Carlos Retrolav. 2 9 8 bombeo 0 0 Luis 3 9 8 bombeo 0 0 Luis 4 9 9 bombeo 0 0 Luis 5 9 8 Cloración 300 1750 Carlos Retrolav. 6 9 9 bombeo 0 0 Hugo 7 9 11 Cloración 150 0 Hugo 8 9 6 bombeo 300 1750 Carlos Retrolav. 9 9 7 bombeo 0 0 Henry
10 9 10 Cloración 0 0 Henry 11 9 8 bombeo 150 1750 Carlos Retrolav. 12 9 8 bombeo 0 0 Carlos 13 9 8 Cloración 0 0 Severo 14 9 7 bombeo 300 1750 Severo Retrolav. 15 9 10 bombeo 0 0 Severo 16 9 7 bombeo 0 0 Luis 17 9 9 Cloración 0 0 Luis 18 9 7 bombeo 300 1750 Carlos Retrolav. 19 9 11 bombeo 0 0 Carlos 20 9 9 bombeo 0 0 Carlos 21 9 10 Cloración 300 1750 Carlos Retrolav. 22 9 10 bombeo 0 0 Carlos 23 9 7 bombeo 0 0 Luis 24 9 7 bombeo 0 0 Luis 25 9 10 Cloración 300 1750 Carlos Retrolav. 26 9 10 bombeo 0 0 Carlos 27 9 14 bombeo 0 0 Carlos 28 9 10 bombeo 0 0 Carlos 29 9 11 Cloración 300 1750 Carlos Retrolav. 30 9 4 bombeo 0 0 Antonio
TOTAL 263 2700 15750
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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127
HOSPITAL DE YOPAL E.S.E FECHA OFICINA DE PLANEACIÒN - SANEAMIENTO AMBIENTAL
CONTROL PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP) Octubre de 2006
Día Mes
Tiempo de
bombeo (hr)
Actividad Realizada Cantidad
cloro (gramos)
Cantidad sulfato Al. (gramos)
Responsable Obs
1 10 7 bombeo 0 0 Antonio 2 10 8 cloración 300 1750 Carlos Retrolav. 3 10 9 bombeo 0 0 Severo 4 10 6 bombeo 0 0 Luis 5 10 10 bombeo 0 0 Luis 6 10 6 cloración 300 1750 Luis Retrolav. 7 10 8 bombeo 0 0 Luis 8 10 9 bombeo 0 0 Luis 9 10 8 bombeo 120 0 Carlos
10 10 6 cloración 70 1750 Carlos Retrolav. 11 10 10 bombeo 0 0 Carlos 12 10 9 bombeo 100 0 Carlos 13 10 9 bombeo 50 0 Carlos 14 10 7 cloración 100 1750 Luis Retrolav. 15 10 7 bombeo 0 0 Luis 16 10 9 bombeo 0 0 Romero 17 10 10 cloración 350 1750 Carlos Retrolav. 18 10 9 bombeo 0 0 Carlos 19 10 9 bombeo 0 0 Carlos 20 10 8 cloración 350 1750 Carlos Retrolav. 21 10 7 bombeo 0 0 Romero 22 10 7 bombeo 0 0 Jorge 23 10 7 cloración 350 1750 Carlos Retrolav. 24 10 14 bombeo 0 0 Carlos 25 10 10 bombeo 150 0 Carlos 26 10 8 cloración 350 1750 Carlos Retrolav. 27 10 10 bombeo 0 0 Carlos 28 10 12 bombeo 0 0 Jorge 29 10 14 bombeo 0 0 Jorge 30 10 4 cloración 150 1750 Carlos Retrolav. 31 10 8 cloración 200 0 Carlos
TOTAL 265 2940 15750
Continúa...
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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HOSPITAL DE YOPAL E.S.E FECHA
OFICINA DE PLANEACIÒN - SANEAMIENTO AMBIENTAL CONTROL PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP) Noviembre de 2006
Día Mes
Tiempo de
bombeo (hr)
Actividad Realizada
Cantidad Hipoclorito
Sodio (Litros)
Cantidad sulfato Al. (gramos)
Responsable Obs
1 11 7 bombeo 0 0 Antonio 2 11 8 cloración 300 1750 Carlos Retrolav. 3 11 9 bombeo 0 0 severo 4 11 6 bombeo 0 0 luis 5 11 10 bombeo 0 0 luis 6 11 6 cloración 300 1750 luis Retrolav. 7 11 8 bombeo 0 0 luis 8 11 9 bombeo 0 0 luis 9 11 8 bombeo 120 0 Carlos
10 11 6 cloración 40 1750 Carlos Retrolav. 11 11 10 bombeo 0 0 Carlos 12 11 9 bombeo 0 0 Carlos 13 11 9 bombeo 0 0 Carlos 14 11 7 cloración 40 1750 luis Retrolav. 15 11 7 bombeo 0 0 luis 16 11 9 bombeo 0 0 romero 17 11 10 cloración 0 1750 Carlos Retrolav. 18 11 9 cloración 40 0 Carlos 19 11 9 bombeo 0 0 Carlos 20 11 8 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav. 21 11 7 bombeo 0 0 romero 22 11 7 cloración 40 0 jorge 23 11 7 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav. 24 11 14 bombeo 0 0 Carlos 25 11 10 bombeo 0 0 Carlos 26 11 8 cloración 40 1750 Carlos Retrolav. 27 11 10 bombeo 0 0 Carlos 28 11 12 bombeo 0 0 jorge 29 11 14 cloración 40 0 jorge 30 11 4 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav. TOTAL 257 240 15750
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129
HOSPITAL DE YOPAL E.S.E FECHA
OFICINA DE PLANEACIÒN - SANEAMIENTO AMBIENTAL
CONTROL PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP) Diciembre de 2006
Día Mes Tiempo de bombeo
(hr) Actividad Realizada
Cantidad Hipoclorito
Sodio (Litros)
Cantidad sulfato Al. (gramos)
Responsable Obs
1 12 9 bombeo 0 0 Antonio Retrolav.
2 12 8 bombeo 0 1750 Carlos
3 12 8 bombeo 0 0 Severo
4 12 8 bombeo 0 0 Luis
5 12 10 cloración 40 0 Luis
6 12 11 bombeo 0 1750 Luis Retrolav.
7 12 10 bombeo 0 0 Luis
8 12 9 bombeo 0 0 Luis
9 12 9 bombeo 0 0 Carlos
10 12 9 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav.
11 12 10 cloración 40 0 Carlos
12 12 10 bombeo 0 0 Carlos
13 12 10 bombeo 0 0 Carlos
14 12 10 cloración 40 1750 Luis Retrolav.
15 12 9 bombeo 0 0 Luis
16 12 8 bombeo 0 0 Romero
17 12 8 cloración 40 1750 Carlos Retrolav.
18 12 9 bombeo 0 0 Carlos
19 12 9 bombeo 0 0 Carlos
20 12 10 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav.
21 12 10 bombeo 0 0 Romero
22 12 10 cloración 40 0 Jorge
23 12 4 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav.
24 12 10 bombeo 0 0 Carlos
25 12 10 bombeo 0 0 Carlos
26 12 10 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav.
27 12 10 cloración 40 0 Carlos
28 12 10 bombeo 0 0 Jorge
29 12 10 bombeo 0 0 Jorge
30 12 10 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav.
31 12 10 cloración 0 0 Carlos
TOTAL 288 240 15750
Continúa...
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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HOSPITAL DE YOPAL E.S.E FECHA
OFICINA DE PLANEACIÒN - SANEAMIENTO AMBIENTAL
CONTROL PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP) Enero de 2007
Día Mes Tiempo de bombeo
(hr)
Actividad Realizada
Cantidad Hipoclorito
Sodio (Litros)
Cantidad sulfato Al. (gramos)
Responsable Obs
1 1 9 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav.
2 1 8 bombeo 0 0 Carlos
3 1 8 cloración 40 0 Carlos
4 1 8 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav.
5 1 10 bombeo 0 0 Carlos
6 1 11 bombeo 0 0 Carlos
7 1 10 cloración 40 1750 Carlos Retrolav.
8 1 9 bombeo 0 0 Carlos
9 1 9 bombeo 0 0 Carlos
10 1 9 bombeo 0 1750 Carlos Retrolav.
11 1 10 bombeo 0 0 Carlos
12 1 10 bombeo 0 0 Carlos
13 TERMINACIÓN DE MUESTREO
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
TOTAL 111 80 7000
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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ANEXO 12: COSTOS DE LOS DOS SISTEMAS DE DESINFECCIÓN
• COSTOS SISTEMA 1: Desinfección mediante la aplicación de HTH (hipoclorito de calcio)
Tabla 27. Costos desinfección HTH
HTH 68%
Costo tambor 50 kg 396000 Pesos
Consumo diario 90 Gramos
Consumo mensual 2700 Gramos
Consumo anual 32400 Gramos
Costo por kg 7920 Pesos
Costo por gramo 7,92 Pesos
Costo mensual 21384 Pesos
Costo anual 256608 Pesos Fuente: La autora, 2006
• COSTOS SISTEMA 2: Desinfección mediante la aplicación de hipoclorito de sodio generado in-situ.
- Valor servicios de acueducto y energía para uso oficial en el Municipio de
Yopal Casanare:
Valor por m3 de agua $ 544 Valor por $Kwh $ 286,24
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
132
Tabla 28. Costos totales hipoclorito de sodio generado in situ
ITEM CANTIDAD UNIDADES
Producción diaria 40,0 Litros
Dosificación 0,4 ml/s
Tiempo dosificación 9,04 horas/día
Volumen necesario 13060,8 Ml
Volumen mes 391,8 Litros/mes
# producciones x mes 9,8 producciones/mes
# producciones x mes 10,0 producciones/mes
Costo mes 16064,7 pesos/mes
Costo año 192776,0 pesos/año
Costo mantenimiento 18000,0 pesos/año
COSTO TOTAL 210776,0 pesos/año
Fuente: La autora, 2006
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
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ANEXO 13. MEMORIA DE CÀLCULOS ANÁLISIS B/C
MEMORIA DE CÁLCULOS Base de Cálculo: 1 mes La siguiente relación se hace teniendo en cuenta la aplicación de Dosis Óptimas y el promedio de funcionamiento de la PTAP en 6 meses.
Opción A: Hipoclorito de calcio (HTH) Opción B: Hipoclorito de sodio generado in-situ
1- Promedio de agua tratada al mes
• Promedio de horas de funcionamiento de la PTAP 8,56+8,77+8,55+8,57+9,29+9,25 = 8,83 horas/día 6
• Caudal tratado al mes 2 L x 8,83 h x 3600s x 30 d x 1m3 = 1907,28 m3/mes S d 1 h 1mes 1000L
2- Promedio consumo desinfectantes A: 220 gr x 1 d x 8,83 h = 80,94 gr/día = 2428,25 gr/mes d 24 h 1 d B: 0,4 ml x 8,83 h x 3600 s x 1 L = 12,72 L/día = 381,46 L/mes S 1 d 1 h 1000 ml
3- Costos de cada sistema de desinfección A: Costo del HTH 7,92 $/gr 2428,25 gr x 7,92 $ = 19231,74 $/mes Mes gr B: Costo del Hipoclorito de sodio generado in-situ 40,16 $/L
COMPARACIÓN DEL PROCESO DE DESINFECCIÓN UTILIZANDO HIPOCLITO DE CALCIO (HTH) Y EL SISTEMA DE GENERACIÓN IN SITU DE HIPOCLITO DE SODIO.
ENITH VIVIANA GONZÁLEZ PERILLA
134
381,46 L x 40,16 $ = 15319,43 $/mes mes L
4- Costos adicionales de cada sistema de desinfección
• Costos del operario incluyendo seguros El costo del mes del operario es de $646444, pero como solo trabaja 2 horas/día en la planta entonces al mes trabajaría 60 horas; 646444 $ x 1 mes x 1 día x 60 h = 53870,33 $/mes mes 30 d 24 h 1 mes
• Costos de energía, valor de 286,24 $/kwh
Consumo= Potencia en watts x horas de uso diario Consumo= 7500 watts x 8,83 h/dìa = 66,23 kwh/dìa= 1986,75 kwh/mes 1986,75 kwh x 286,24 $ = 568687,32 $/mes
mes kwh
5- Costo del agua del acueducto municipal según el consumo con un valor de 544 $/ m3
A: 1907,28 m3 x 544 $ = 1037560,32 $/mes mes m3
6- Relación Beneficio-Costo A: B = __________1037560,32 ___________= 1,62 C 19231,74 +53870,33 +568687,32 B: B = __________1037560,32 ___________= 1,63 C 15319,43 +53870,33+568687,32
EQUIPO POTENCIA (HP)
ENERGÌA (KW)
Bomba 10 7,5