Instituto Tecnolgico de DurangoIngeniera QumicaTESISDeterminacin de la correlacin para las tcnicas de DBO5, DQO y SVT, en la evaluacin de la materia orgnica contenida en un efluente de quesera

Para Obtener el ttulo de Ingeniera Qumica

PresentaSusana Citlaly Gaucn Gutirrez

Director de Tesis Dra. Mara Elena Prez LpezAsesor interno de TesisIng. Jos Antonio Daz Gutirrez

La Qumica Analtica, o el arte de reconocer diferentes sustancias y de determinar sus componentes, ocupa un lugar destacado en las aplicaciones de la ciencia, ya que nos permite contestar las preguntas que surgen al emplear cualquiera de los procesos qumicos para fines tcnicos o cientficos. Por su gran importancia, la Qumica Analtica se cultiva desde los inicios de la historia de la qumica, y sus logros abarcan gran parte de los trabajos cuantitativos en todos los mbitos de la ciencia.Friedrich WhilhelmOswald (1853-1932) Premio Novel de Qumica 1909

Dedicado a Dios,a mi madre A mi amado esposo Oscar Hidalgo Calvo por darme su incondicional apoyo, amor y siempre creer en m.a mi hijo Daro por darme lamotivacin para convertirme en unejemplo a seguir para el.

Agradecimientos A la Dra. Mara Elena Prez Lpez como directora de esta tesis ya que sin ella la realizacin de esta tesis no habra sido posible y por apoyarme y encaminarme a mi futuro en la investigacin cientfica. Al IPN-CIIDIR por las facilidades otorgadas al disponer de las instalaciones y procesos administrativos requeridos.Al laboratorio del departamento de Ciencias Ambientales de IPN-CIIDIR por permitir el desarrollo de la parte tcnica de esta tesis.A mis profesores de la carrera de Ingeniera Qumica del Instituto Tecnolgico de Durango por darme todos los conocimientos y apoyo para poder desarrollarme plenamente en el mbito profesional.

ndices1.1. ndice GeneralI.ndicesIII1.1.ndice GeneralIII1.2.ndice de TablasVI1.3.ndice de EcuacionesVIII1.4.ndice de GrficosVIII1.5.ndice de IlustracionesIXII.Resumen.XIII.Introduccin.1IV.Justificacin.2V.Objetivos.35.1. Objetivo general.35.2. Objetivos especficos.3VI.Hiptesis.3VII.Marco Terico.47.1.El Agua residual de la industria lctea.47.1.Evaluacin de la calidad del agua.57.1.1.Parmetros de calidad del agua.57.1.2.Contaminantes del agua.77.1.2.1.Microorganismos patgenos.87.1.2.2.Desechos Orgnicos.87.1.2.3.Sustancias Qumicas Inorgnicas.97.1.2.4.Nutrientes vegetales inorgnicos.97.1.2.5.Compuestos orgnicos.97.1.2.6.Sedimentos y materiales suspendidos.97.1.2.7.Contaminacin trmica.107.2.Mtodos analticos para la determinacin de materia orgnica.117.2.1.Demanda Qumica de Oxgeno (DQO).117.2.1.1.Principio del mtodo.127.2.1.2.Interferencias.127.2.2.Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5).137.2.2.1.Principio del mtodo.137.2.2.2.Interferencias.147.2.2.3.Limitantes de la DBO.147.4.2.4. Usos para la DBO5.157.2.3.Slidos.157.2.3.1.Slidos Voltiles Totales.167.2.3.2.Principio del mtodo.167.3.Relacin entre la Demanda Qumica de Oxgeno y Demanda Bioqumica de Oxgeno.187.4.Fraccionamiento de la materia orgnica.18VIII.Metodologa Experimental.198.1. rea de trabajo.208.2. Mtodos analticos empleados.218.2.1. Demanda Qumica de Oxgeno (DQO).218.2.2. Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5).228.2.3. Oxgeno Disuelto (OD).238.2.3. Slidos Totales (ST).248.2.4. Slidos Voltiles Totales (SVT).248.3. Muestreo.258.4. Mtodos estadsticos empleados.258.4.1. Coeficiente de correlacin.258.4.3. Regresin lineal.278.4.4. Grfico de dispersin.288.4. Validacin de tcnicas analticas.28IX.Discusin y resultados299.1. Validacin de tcnicas.309.1.1. Pruebas de Repetibilidad y Reproducibilidad (R&r).309.1.2. Intervalo de Trabajo.339.1.3. Lmite prctico de cuantificacin.349.1.4. Recuperacin (Recobro).369.2. Anlisis de estndares.399.3. Anlisis de agua residual de la planta de tratamiento de la quesera Holanda.489.3. Anlisis del agua residual de la planta de Bio-Pappel52X.Anlisis de Costos60XI.Conclusiones y recomendaciones.68XII.Bibliografa.69

1.2. ndice de TablasTabla 1. Composicin tpica del Lacto suero.4Tabla 2. Criterios para validacin de tcnicas.29Tabla 3.Parmetros para la validacin de tcnicas.29Tabla 4.Estndares utilizados para pruebas R&r.31Tabla 5.Resultados Estndares.32Tabla 6. Coeficientes variacin de repetibilidad.33Tabla 7. Coeficientes de variacin de reproducibilidad.33Tabla 8. Repetibilidad y reproducibilidad para residuos y contaminantes en alimentos y agua.33Tabla 9.Estndares a baja concentracin de DQO.35Tabla 10.Estndares a baja concentracin de DBO5.35Tabla 11. Estndares a baja concentracin de SVT Y ST.35Tabla 12. Lmite prctico de cuantificacin de DBO5, DQO, ST Y SVT.36Tabla 13.Recuperacin para residuos y contaminantes en alimentos.36Tabla 14.Solucin estndar de slidos voltiles para las 4 determinaciones.39Tabla 15. Relacin entre las tcnicas en la solucin estndar de SVT.41Tabla 16.Solucin estndar de DBO5 para las cuatro determinaciones.42Tabla 17. Relacin entre parmetros en sol. Estndar de DBO5.44Tabla 18.Solucin estndar de DQO para las cuatro determinaciones.45Tabla 19 .Relacin entre parmetros en la solucin estndar de DQO47Tabla 20.Agua residual de la PTAR de la quesera Holanda y diluciones.48Tabla 21 Relacin de determinaciones de la PTAR de la Quesera51Tabla 22. Agua residual Bio- Pappel52Tabla 23. Relacin entre determinaciones A.R Bio- Pappel54Tabla 24. Ecuaciones de correlacin para DBO5 en funcin de DQO.54Tabla 25. Ecuaciones de correlacin para DBO5 en funcin de SVT.55Tabla 26. Ecuaciones de correlacin para DQO en funcin de SVT.56Tabla 27. Datos obtenidos analticamente Agua residual Puente San Carlos (n=5).56Tabla 28. Calculo de DQO a partir de SVT A.R Puente San Carlos.56Tabla 29.Calculo de DBO5 a partir de SVT A.R Puente San Carlos.57Tabla 30. Calculo de DBO5 a partir de SVT A.R Puente San Carlos.57Tabla 31. Datos obtenidos analticamente de la A.R PTAR HOLANDA (n=33).58Tabla 32. Calculo de DQO a partir de SVT A.R PTAR HOLANDA.58Tabla 33. Calculo de DBO5 a partir de SVT A.R PTAR HOLANDA.58Tabla 34. Calculo de DBO5 a partir de DQO A.R PTAR Holanda.59Tabla 35. Reactivos empleados en DQO.60Tabla 36. Reactivos empleados para DBO5.61Tabla 37. Reactivos empleados en SST Y SVT.62Tabla 38. Equipos empleados en las tcnicas y costo por consumo elctrico.62Tabla 39. Calculo de costo por tratamiento de residuos peligrosos.64Tabla 40. Comparativa entre anlisis.67

1.3. ndice de EcuacionesEcuacin 1. DQO clculo de resultado.22Ecuacin 2. DBO5 Clculo de resultado.23Ecuacin 3. Factor de dilucin 1.23Ecuacin 4. Factor de dilucin 2.23Ecuacin 5. Oxgeno Disuelto clculo de resultado.24Ecuacin 6. Slidos totales clculo.25Ecuacin 7. Slidos voltiles totales clculo.25Ecuacin 8Coeficiente de correlacin de Pearson26Ecuacin 9 Ecuacin lineal de regresin27Ecuacin 10. Coeficientes de variacin para repetibilidad y reproducibilidad.31Ecuacin 11. Por ciento de recuperacin.37

1.4. ndice de GrficosGrfico1.Por ciento de recuperacin de estndares de DBO5.37Grfico2.Por ciento de recuperacin de estndares de DQO.37Grfico3.Por ciento de recuperacin de estndares de SVT.38Grfico 4. Estndar de SVT en DQO Y DBO5.40Grfico5. Estndar de SVT en SVT y DBO5.40Grfico7.Estndar de SVT en DQO Y SVT.40Grfico 8. Estndar de DBO5 en DQO Y DBO5.43Grfico 9. Estndar de DBO5 en SVT Y DQO.43Grfico 12.Estndar de DQO en DQO Y DBO5.46Grfico15.Agua residual de la quesera Holanda Relacin entre DQO Y DBO5.50Grfico16.Agua residual de la quesera Holanda, relacin entre DBO5 Y SVT.50Grfico 17. Agua residual de la quesera Holanda, Relacin entre DQO Y SVT.50Grfico19.Agua residual Bio-Pappelcorrelacin entre DBO5 y DQO.53Grfico20.A.R Bio-Pappel correlacin DQO y ST.53Grfico 21. A.R Bio-Pappel correlacin SVT Y DBO5.53

1.5. ndice de IlustracionesIlustracin 1. Contaminantes en agua residual.11Ilustracin 2. Fraccionamiento del agua residual.19Ilustracin 3. Humedal PTAR Quesera Holanda.20Ilustracin 4.Ubicacin geogrfica Campo Hermoso Coordenadas 24.948013, -105.067096.20Ilustracin 5. Termo reactor Hach para DQO.64Ilustracin 6. Mufla ThermoLab para SVT.65Ilustracin 7. Estufa de secado ShelLab para SVT y ST.65Ilustracin 8. Incubadora con termostato Lab- Line para DBO5.66

Resumen.

En el anlisis de aguas residuales los principales indicadores de calidad son la Demanda Qumica de Oxigeno, Demanda Bioqumica de Oxigeno, Los slidos Totales y Slidos Voltiles totales. En la planta de tratamiento de aguas residuales de la Sociedad Cooperativa de la Quesera Holanda, no son monitoreadas adecuadamente las descargas de la PTAR, como una alternativa econmica, rpida y amigable con el medio ambiente se obtuvo la correlacin entre dichas tcnicas para poder obtener un modelo matemtico de regresin lineal y as calcular los valores de DQO y DBO5.Se determin que al comparar las ecuaciones generadas empleadas con el mismo tipo de agua residual obtenamos un valor de DQO y DBO5 equivalentes a los obtenidos analticamente los cuales tiene menos de un 10% de la concentracin obtenida analticamente, a diferencia de las encontradas utilizando las ecuaciones generadas con diferente tipo de agua residual a los datos que se emplearon para realizarlas el resultado tiene una desviacin de 30% de la concentracin obtenida analticamente. Esto nos muestra que es sumamente viable el uso de los SVT para el clculo de la DQO Y DBO5 siempre y cuando sean empleados lo modelos matemticos generados a partir del tipo de agua, estos pueden ser generados para cualquier tipo de agua residual a partir de datos analticos y siguiendo la metodologa empleada en la presente tesis.

Introduccin.En el rea de anlisis de aguas unos de los principales indicadores de calidad son: la Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5), la Demanda Qumica de Oxgeno (DQO), Carbono Orgnico Total (COT) y todos los Slidos, especialmente los Slidos Totales Voltiles (STV); en la realizacin de dichas tcnicas estandarizadas se determina de manera indirecta o directa la materia orgnica contenida en el objeto de estudio. El carbono orgnico total (COT) es una medida de referencia para DQO Y DBO5 de la cual se han estimado correlaciones para determinarse entre s, la desventaja del uso del COT es que es mayormente utilizado en suelos y para aguas no hay una norma mexicana que permita implementarla de manera sencilla en un laboratorio acreditado u oficial.Los residuos generados al realizar DQO son altamente contaminantes, txicos y peligrosos para el ambiente, as como para el ser humano expuesto a ellos. Por lo cual buscar medidas alternas es importante, para ello se consideran la relacin entre las tcnicas de DQO, DBO, COT, STV.La correlacin de datos interesa cuando dos variables se ajustan linealmente entre si y adems est pueda ser representada matemticamente mediante una ecuacin. Por tanto, es importante identificar las variables que tienen una correlacin positiva perfecta o aceptable segn las pruebas utilizadas.Otros autores han determinado la correlacin entre los parmetros de N, P, SST, DQO y DBO en aguas de plantas de tratamiento mediante diferentes mtodos analticos uno de ellos es el BNRM1, el cual no es especificado, pero fue utilizado para lodos (Ramirez, 2008).Si se comparan las diferentes tcnica para evaluar materia orgnica, los SVT, resultan ser la mejor opcin, por lo que en este trabajo se presentan las correlaciones encontradas en un efluente de la industria lctea, entre SVT, DBO5 y DQO con ello minimizar la generacin de residuos, gastos de reactivos y ahorro en tiempo al realizar SVT para determinar los otros indicadores. Para ello se estandarizaron dichas tcnicas segn la NMX-EC-17025-IMNC-2006 en el laboratorio de Ciencias Ambientales del IPN-CIIDIR-Durango y se us el efluente de la Sociedad Cooperativa de la Quesera Holanda para obtener las correlaciones entre las tcnicas mencionadas.

Justificacin.En la industria lctea es importante el monitoreo de las aguas residuales derivabas del proceso, para llevar un control adecuado de las descargas que recibe su Planta de Tratamiento, adems de con ello revisar la eficiencia en el sistema de depuracin, tambin los organismos reguladores exigen el control de la Planta.Los principales parmetros para medirla materia orgnica son la Demanda Bioqumica de Oxgeno a los cinco das y la Demanda Qumica de Oxgeno, los cuales generan residuos txicos, adems se gasta tiempo y recursos por el alto costo que poseen los materiales para la realizacin de dichas tcnicas; por lo cual utilizar a los SVT podra redundar en ahorros en tiempo y recursos, adems de que es una alternativa amigable con el ambiente y con esto satisfacer las demandas de la normatividad ambiental.

Objetivos.5.1. Objetivo general.Determinar el factor de correlacin que hay entre los anlisis de demanda qumica de oxgeno (DQO), demanda bioqumica de oxgeno (DBO5) y slidos voltiles totales (STV) en la evaluacin de la materia orgnica del efluente de la Quesera Holanda.5.2. Objetivos especficos. Validar los mtodos analticos de DBO5, DQO y STV. Determinar la correlacin entre las tcnicas de DBO5, DQO y SVT para el efluente de la quesera Holanda.

Hiptesis.Existe correlacin entre los valores de las determinaciones de Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5), Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) y Slidos Voltiles Totales (SVT) debido a que todas estas tcnicas miden de manera directa o indirecta la materia orgnica presente en la muestra y de ser as entonces se espera obtener el factor de correlacin para poder establecer una ecuacin de prediccin, con esto al utilizar uno de los parmetros mencionados es posible determinar los otros.

Marco Terico.7.1. El Agua residual de la industria lctea.Los principales procesos de la industria lactea que producen residuos contaminantes son los procesos de produccion de queso, cremas y mantequilla, el lavado de terrones de secado y las soluciones de limpieza alcalina. Se estima que el suero generado en la elaboracin de quesos (Lactosuero) tiene una DBO5 del orden de 40,000 50,000 mg/L.(Bedoya, 2009)Las aguas residuales de la industria lctea son generalmente, neutras o poco alcalinas, pero tienen tendencia a volverse cidas a causa de la fermentacin del azcar de la leche transformndose en cido lcteo. La lactosa en las aguas residuales puede pasar a cido cuando los cursos de agua estn sin oxgeno y el bajo pH resultante puede causar la precipitacin de la casena. Las aguas residuales de la industria quesera tienen generalmente un alto contenido de materia orgnica. (Nelson L. Nemerow, 1998).Tabla 1. Composicin tpica del Lacto suero.Composicin tipica (%) del suero de queso tipo Cheddar.

Agua90%

Lactosa5.1%

Proteina Bruta0.9%

Grasa0.3%

cido Lctico5.1%

Solidos Totales6.8%

Fuente: (Cunningham, 2000)7.1. Evaluacin de la calidad del agua.La caracterizacin de un agua residual es clave para el uso de modelos tanto en el diseo como en la simulacin de plantas de tratamiento de aguas residuales. Cuando se pretende disear y modelar un proceso, la disponibilidad de informacin muchas veces insuficiente sobre las caractersticas del agua residual hace imposible la obtencin analtica de todos los componentes considerados en el modelo. La mayora de anlisis realizados a las aguas residuales se presentan con muy pocos datos lo cual impide la correcta caracterizacin del agua residual.La obtencin de todos los componentes a partir de pocos datos exige la realizacin de suposiciones y consideraciones basadas en la experiencia o en datos encontrados en la bibliografa. (Velzquez, 2008)La calidad del agua no es una caracterstica absoluta, sino que es ms un atributo definido socialmente en funcin del uso que se le piense dar al lquido; cada uso requiere un determinado estndar de calidad. Por sta razn, para evaluar la calidad del agua es necesario considerar el contexto del uso que tendr. (Ambiental, 2008)7.1.1. Parmetros de calidad del agua.Todas las Regiones del pas proporcionan los datos para evaluar la calidad del agua nacional. Dicha evaluacin se lleva a cabo utilizando tres indicadores, la Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO), la Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) y los Slidos Suspendidos Totales (SST). La DBO5 y la DQO se utilizan para determinar la cantidad de materia orgnica presente en los cuerpos de agua provenientes principalmente de las descargas de aguas residuales de origen municipal y no municipal. La primera determina la cantidad de materia orgnica biodegradable y la segunda mide la cantidad total de materia orgnica e inorgnica. El incremento de la concentracin de estos parmetros incide en la disminucin del contenido de oxgeno disuelto en los cuerpos de agua con la consecuente afectacin a los ecosistemas acuticos. Por otro lado, el aumento de la DQO indica presencia de sustancias provenientes de descargas no municipales. Los SST tienen su origen de las aguas residuales y la erosin del suelo. El incremento de los niveles de SST hace que un cuerpo de agua pierda la capacidad de soportar la diversidad de la vida acutica. Estos parmetros permiten reconocer gradientes que van desde una condicin relativamente natural o sin influencia de la actividad humana hasta agua que muestra indicios o aportaciones importantes de descargas de aguas residuales municipales y no municipales, as como reas con deforestacin severa.A principios de los aos setenta, ante la necesidad de encontrar un mtodo uniforme y consistente para dar a conocer la calidad del agua de manera accesible a la poblacin, se desarroll un sistema estimativo de calidad del agua que requiri la medicin fsica de los parmetros de contaminacin del agua y el uso de una escala estandarizada de medicin para expresar la relacin entre la existencia de varios contaminantes en el agua y el grado de impacto en los diferentes usos de la misma. (Ambiental, 2008)Mientras tanto, para evaluar la calidad del agua se ha decidido utilizar tres parmetros indicadores de la misma, que muestran la influencia antropognica desde el punto de vista de la afectacin por la presencia de centros urbanos e industriales que por sus caractersticas producen desechos lquidos de calidad diferenciable.Para ello se ha considerado utilizar la Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5), la Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) y los Slidos Suspendidos Totales (SST). La DBO y la DQO se utilizan para determinar la cantidad de materia orgnica presente en los cuerpos de agua proveniente principalmente de las descargas de aguas residuales, de origen municipal y no municipal. (Ambiental, 2008)7.1.2. Contaminantes del agua.Se puede definir como la adicin por parte del hombre de materiales o energa calorfica en cantidades que causan alteraciones indeseables del agua, aire o suelo. Cualquiera de estos materiales es llamado contaminante.La contaminacin resulta de muy variados actos, desde derrames inadvertidos y accidentales hasta descargas txicas con intenciones delictivas. Cualquiera que sea la causa, la contaminacin es un subproducto de las actividades econmicas y sociales, tales como: cultivos, construccin de hogares, suministro de energa y transporte, manufactura de artculos, aprovechamiento de la energa atmica y nuestras funciones biolgicas bsicas (excreciones). Los problemas de la contaminacin se han vuelto ms opresivos con los aos porque tanto el crecimiento demogrfico como la expansin per cpita del consumo de materiales y energa aumentan las cantidades de desechos que van al ambiente. Asimismo, muchos materiales muy utilizados, como las latas de aluminio, los envases de plstico e innumerables productos qumicos orgnicos sintticos, no son biodegradables, es decir resisten el embate y la corrupcin de los saprfitos y los descomponedores de detritos y se acumulan en el medio.El aumento en la actividad industrial ha incrementado la contaminacin de las aguas de la superficie terrestre y est contaminando cada da los depsitos de agua subterrneas. Para calcular la contaminacin de las aguas se usa la medicin de la demanda bioqumica de oxgeno o DBO, verificndose la cantidad de oxgeno en un volumen unitario de agua durante el proceso biolgico de la degradacin de la materia orgnica. Al aumentar la contaminacin el oxgeno del agua se agota y hace que muchos animales acuticos mueran por asfixia, ya que las bacterias aerbicas presentes en el agua lo consumen en el proceso de biodegradacin.Las aguas residuales se caracterizan por su composicin fsica, qumica y biolgica. Las principales propiedades fsicas del agua residual as como sus principales constituyentes qumicos y biolgicos y su procedencia. (Ramalho, 2003, pg. 17)7.1.2.1. Microorganismos patgenos.Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el clera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los pases en vas de desarrollo las enfermedades producidas por estos patgenos son uno de los motivos ms importantes de muerte prematura, sobre todo de nios. Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros restos orgnicos que producen las personas infectadas. Por esto, un buen ndice para medir la salubridad de las aguas, en lo que se refiere a estos microorganismos, es el nmero de bacterias coliformes presentes en el agua. La OMS (Organizacin Mundial de la Salud) recomienda que en el agua para beber contener cero colonias de coliformes por 100 mL de agua. (Ramalho, 2003, pg. 25)7.1.2.2. Desechos Orgnicos.Son el conjunto de residuos orgnicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aerbicas, es decir en procesos con consumo de oxgeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferacin de bacterias agota el oxgeno, y ya no pueden vivir en sta agua los peces y otros seres vivos que necesitan oxgeno. Buenos ndices para medir la contaminacin por desechos orgnicos son la cantidad de oxgeno disuelto, OD, en agua, o la DBO (Demanda Bioqumica de oxgeno). (Ramalho, 2003, pg. 30)7.1.2.3. Sustancias Qumicas Inorgnicas.En este grupo estn incluidos cidos, sales y metales txicos como el mercurio y el plomo. Si estn en cantidades altas pueden causar graves daos a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrcolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua. (METCALF-EDDY, 2000)7.1.2.4. Nutrientes vegetales inorgnicos.Nitratos y fosfatos son sustancias solubles en agua que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofizacin de las aguas. Cuando estas algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los microorganismos, se agota el oxgeno y se hace imposible la vida de otros seres vivos. El resultado es un agua maloliente e inutilizable. (METCALF-EDDY, 2000)7.1.2.5. Compuestos orgnicos.Muchas molculas orgnicas como petrleo, gasolina, plsticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos perodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difciles de degradar por los microorganismos. (METCALF-EDDY, 2000)7.1.2.6. Sedimentos y materiales suspendidos.Muchas partculas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensin en las aguas, son, en trminos de masa total, la mayor fuente de contaminacin del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentacin o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, ros y puertos.7.1.2.7. Contaminacin trmica.El agua caliente liberada por centrales de energa o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ros o embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxgeno y afecta a la vida de los organismos. Materia Orgnica

La materia orgnica est compuesta por compuestos orgnicos que provienen de los restos de organismos que alguna vez estuvieron vivos, tales como plantas y animales y sus productos de residuo en el ambiente natural. Los compuestos orgnicos son unas sustancias qumicas que contiene carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrgeno. En muchos casos contienen oxgeno, nitrgeno, azufre, fsforo, boro, halgenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan molculas orgnicas. Algunos compuestos del carbono, carburos, los carbonatos y los xidos de carbono, no son molculas orgnicas. La mayora de los compuestos orgnicos se producen de forma artificial mediante sntesis qumica aunque algunos todava se extraen de fuentes naturales. (Natural Organic Matter, 2007)Las molculas orgnicas pueden ser de dos tipos:Molculas orgnicas naturales: son las sintetizadas por los seres vivos, y se llaman biomolculas.Molculas orgnicas artificiales: son sustancias que no existen en la naturaleza y han sido fabricadas por el hombre.7.2. Mtodos analticos para la determinacin de materia orgnica.Ilustracin 1. Contaminantes en agua residual.

7.2.1. Demanda Qumica de Oxgeno (DQO).Parte de los materiales orgnicos no se puede degradar biolgicamente por que resultan ser txicos para los microorganismos o porque su reduccin llega a ser tan lenta que son considerados como no biodegradables. Para conocer la cantidad de este tipo de materiales de hace la prueba de Demanda Qumica de Oxgeno (DQO).La demanda qumica de oxgeno (DQO) determina la cantidad de materia orgnica e inorgnica en un cuerpo de agua susceptible de ser oxidada por un oxidante fuerte. El mtodo que involucra el uso de dicromato es preferible sobre procedimientos que utilizan otros oxidantes debido a su mayor potencial redox y su aplicabilidad a una gran variedad de muestras.Hay dos mtodos para la determinacin de DQO con dicromato. El mtodo a reflujo abierto es conveniente para aguas residuales en donde se requiera utilizar grandes cantidades de muestra. El mtodo a reflujo cerrado es ms econmico en cuanto al uso de reactivos, pero requiere una mayor homogeneizacin de las muestras que contienen slidos suspendidos para obtener resultados reproducibles. (CONAGUA, NMX-AA-030/2-SCFI-2011, 2011)7.2.1.1. Principio del mtodo.Una gran cantidad de compuestos orgnicos e inorgnicos son oxidados con una mezcla de cido crmico y sulfrico a ebullicin. La muestra se coloca a reflujo en una disolucin de cido fuerte con un exceso conocido de dicromato de potasio (K2Cr2 O7).Despus de la digestin, el dicromato no reducido se mide por titulacin o espectrofotomtricamente para determinar la cantidad de dicromato consumido y calcular la materia oxidable en trminos de oxgeno equivalente. (CONAGUA, NMX-AA-030/2-SCFI-2011, 2011)7.2.1.2. Interferencias.El mtodo no oxida uniformemente todos los materiales orgnicos. Algunos compuestos son muy resistentes a la oxidacin como las ligninas, mientras que otros tales como los carbohidratos son fcilmente oxidables. Los compuestos alifticos voltiles de cadena abierta no se oxidan.

7.2.2. Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5).La prueba de la DBO5, se desarroll originalmente como indicador de los efectos de las descargas tratadas de aguas residuales con respecto al oxgeno disuelto en los cuerpos receptores y su uso se generaliz como indicador de la concentracin de sustrato biodegradable en el tratamiento de las aguas residuales. Para sta prueba, se ha aceptado como un estndar un periodo de incubacin de 5 das y una temperatura de 20 1 C.La temperatura de 20C a la que se determina la DBO5 es un valor medio para cursos de agua que circulan a baja velocidad en climas suaves, siendo adems relativamente fcil de obtener.La British Comission of SewageDisposal, populariz el uso de la DB0 a 20 C, la DB05 a 20C se eligi porque ninguno de los ros de Inglaterra tiene un tiempo de flujo hasta el mar mayor de 5 das y la temperatura media del verano ingls es de 18.3C-17CActualmente en diferentes pases este parmetro se determina en las mismas condiciones de temperatura y tiempo de incubacin, sin tomar en cuenta las condiciones ambientales propias del lugar. Lo ms adecuado sera que la prueba se realice de acuerdo a las caractersticas de cada pas o regin, de sta manera los resultados seran ms reales. (METCALF-EDDY, 2000, pg. 157).7.2.2.1. Principio del mtodo.Es una estimacin de la cantidad de oxgeno que requiere una poblacin microbiana heterognea para oxidar la materia orgnica de una muestra de agua en un periodo de 5 das.El mtodo para la determinacin de la DBO se basa en medir el oxgeno consumido por una poblacin microbiana para realizar la oxidacin de la materia orgnica de tipo carbnica y nitrogenada contenida en un efluente en condiciones en las que se ha inhibido los procesos fotosintticos de produccin de oxgeno en condiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos as como la cantidad de oxgeno que usan.El mtodo pretende medir, en principio, exclusivamente la concentracin de contaminantes biodegradables (CONAGUA, NMX-AA-028-SCFI-2001, 2001).7.2.2.2. Interferencias. El pH cido o alcalino Cloro Residual Nitrificacin Temperatura

7.2.2.3. Limitantes de la DBO.Aunque la prueba de DBO de los 5 das sigue siendo una herramienta fundamental en el tratamiento de desechos y en la evaluacin de la calidad del agua, existen preocupaciones en torno a su logstica y precisin que han conducido a propuestas para reemplazar por otras medidas. Si bien su realizacin es relativamente simple, tiene tres desventajas importantes:1.- El tiempo que se necesita para obtener el resultado.2.- El hecho de que no pueda medir de manera precisa caudales de desechos que se degraden por periodos de ms de 5 das.3.- La imprecisin inherente del procedimiento, que se debe en gran parte a la variabilidad del inoculo (Mihelcic James R., 2011).7.4.2.4. Usos para la DBO5. Medicin de las aguas residuales y superficiales Establecimiento de lmites de descarga Diseo de unidades de tratamiento biolgico Evaluacin de las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR)7.2.3. Slidos.El trmino slido hace referencia a la materia suspendida o disuelta en un medio acuoso. Una de las caractersticas fsicas ms importantes del agua es el contenido total de slidos, esta incluye la materia en suspensin, la materia sedimentable, la materia coloidal y la materia disuelta. La determinacin de slidos disueltos totales mide especficamente el total de residuos slidos filtrables (sales y residuos orgnicos). Las aguas naturales o residuales con altos contenidos de slidos suspendidos o sales disueltas no pueden ser utilizadas en forma directa por las industrias o por las plantas potabilizadoras, las aguas para el consumo humano, con un alto contenido de slidos disueltos, son por lo general de mal agrado para el paladar y pueden inducir una reaccin fisiolgica adversa en el consumidor. Por sta razn los anlisis de slidos disueltos son tambin importantes como indicadores de la efectividad de procesos de tratamiento biolgico y fsico de aguas usadas. (Jimenez, 2006)La determinacin de slidos totales en muestras de agua por desecacin es un mtodo muy utilizado, algunas de sus aplicaciones son: determinacin de slidos y sus fracciones fijas y voltiles en muestras slidas y semislidas como sedimentos de ro o lagos, lodos aislados en procesos de tratamiento de aguas limpias y residuales y aglomeraciones de lodo en filtrado al vaco, de centrifugacin u otros procesos de deshidratacin de lodos. Los slidos en suspensin son aquellos que se encuentran en el agua sin estar disueltos en ellas, pueden ser sedimentables o no y, para determinar su cantidad en forma directa es complicado, para ello se calcula matemticamente conociendo la cantidad de slidos no sedimentables y de slidos en suspensin y realizando una diferencia de estas dos medidas. Mientras que los slidos disueltos son todas las sustancias que se encuentran disueltas en el agua, no se pueden determinar de una forma directa, sino que tendremos que calcular su cantidad numricamente restando a los slidos totales los slidos en suspensin (METCALF-EDDY, 2000).7.2.3.1. Slidos Voltiles Totales.Los slidos voltiles se determinan calcinando la muestra a 550C. Los slidos remanentes representan los slidos fijos totales, mientras que la prdida de peso por ignicin representa los slidos voltiles los cuales son la materia orgnica presente en la muestra. La determinacin es til parta el control de las operaciones en la plantas de tratamiento de aguas residuales, porque ofrece una estimacin aproximada de la cantidad de materia orgnica presente en la fraccin solida del agua. (CONAGUA, NMX-AA-034-SCFI-2001)7.2.3.2. Principio del mtodo.El principio de este mtodo se basa en la medicin cuantitativa de los slidos y sales disueltas as como la cantidad de materia orgnica contenidos en aguas naturales y residuales, mediante la evaporacin y calcinacin de la muestra filtrada o no, en su caso, a temperaturas especficas, en donde los residuos son pesados y sirven de base para el clculo del contenido de estos. Los slidos que se determinan son los siguientes: Sales disueltos totales (SDT) Substancias orgnicas e inorgnicas solubles en agua y que no son retenidas en el material filtrante. Slidos suspendidos totales (SST) Slidos constituidos por slidos sedimentables, slidos y materia orgnica en suspensin y/o coloidal, que son retenidas en el elemento filtrante. Slidos totales (ST) Suma de los slidos suspendidos totales, sales disueltas y materia orgnica. Slidos totales voltiles (SVT) Cantidad de materia orgnica (incluidos aquellos inorgnicos) capaz de volatilizarse por el efecto de la calcinacin a 550C 50C en un tiempo de 15 min a 20 min. (CONAGUA, NMX-AA-034-SCFI-2001)

7.3. Relacin entre la Demanda Qumica de Oxgeno y Demanda Bioqumica de Oxgeno.La DBO es la demanda biolgica de oxgeno que tiene un agua. La cantidad de oxgeno que la biologa presente en el agua consume. Se mide en miligramos de oxgeno por litro de agua (mg O2/L).La DQO es la demanda qumica de oxgeno del agua, se mide como la DBO en mgO2/L. La DQO es una medida que abarca no solo el valor total mximo de DBO sino tambin otras necesidades de oxgeno del agua. Mide tanto las necesidades de oxgeno de bacterias como la necesaria para el paso de NH4 a NO3 u otras oxidaciones. Al hacer la prueba se busca la oxidacin completa de la muestra. La DQO siempre incluye a la DBO, por tanto la DQO siempre ha de ser mayor que la DBO.DBO y DQO estn relacionadas y mantienen su relacin para cada tipo de agua. La relacin entre ellas no es igual para diferentes tipos de agua, es decir un agua residual urbana puede tener un 60% de la DQO en forma de DBO, pero las diferentes aguas industriales tienen diferentes porcentajes. Un agua residual que provenga de una fbrica de tomates o de zumos, puede tener un 80-90% de la DQO en forma de DBO. Los porcentajes por supuesto pueden variar segn los casos, pero la relacin para cada tipo de proceso entre DBO/DQO ser parecido. (Jimenez, 2006).7.4. Fraccionamiento de la materia orgnica.La cantidad de sustrato presente en el agua influente se expresa en trminos de DQO siendo est una medida indirecta de la cantidad de materia orgnica (MO) presente en las aguas residuales, la demanda qumica de oxgeno (DQO) es la cantidad de oxgeno necesaria para oxidar qumicamente la materia orgnica presente en una muestra liquida. El material carbonoso MO presente en las aguas residuales se encuentra dividido en cuatro fracciones: soluble(S) y participado (X) que a su vez se dividen en biodegradable y no biodegradable todas expresadas en trminos de DQO. (Ekama & Marais, 1997).Ilustracin 2. Fraccionamiento del agua residual.

Fuente (RAMREZ, 2008).Metodologa Experimental.En el proyecto de tesis se propuso la determinacin del factor de correlacin entre las tcnicas de Demanda Qumica de Oxgeno (DQO), Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5) y Slidos Voltiles Totales (SVT) para el afluente de la planta de tratamiento de aguas residuales de la quesera Holanda y su validacin, con ello se sustituye la DBO5 y la DQO por SVT para minimizar los costos econmicos y ambientales al utilizar tcnicas ms amigables.Para realizarlo se normalizaron las tcnicas de DBO5 , DQO y SVT con estndares certificados y se corrieron 2 muestras de agua residual de la PTAR de la Quesera Holanda con 5 diluciones y 3 repeticiones de cada una, 3 estndares y una muestra de agua residual de la descarga de Bio- Pappel las cuales se hicieron con 3 diluciones y 3 repeticiones cada una; estas se utilizaron para comparar con la ecuacin obtenida de regresin lineal con el agua residual de la PTAR de la quesera, los cuales se determinaran por anlisis de correlacin mediante grficos de dispersin.8.1. rea de trabajo.La Sociedad Cooperativa de la Quesera Holanda originalmente era una empresa artesanal, la mayora de sus procesos se llevaban a cabo de forma manual y era poca la maquinaria utilizada, en el ao 2010 se realiz la implantacin de una planta de tratamiento de aguas residuales por medio de humedales.Ilustracin 3. Humedal PTAR Quesera Holanda.

La Sociedad Cooperativa de la Quesera Holanda se encuentra ubicada al noroeste de la capital del estado de Durango, a 152.22 km por carretera y Campo Hermoso a 16.66 km por terracera de la cabecera municipal de Nuevo Ideal.

Ilustracin 4.Ubicacin geogrfica Campo Hermoso Coordenadas 24.948013, -105.067096.8.2. Mtodos analticos empleados.Se realizaron las siguientes determinaciones: Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5) Slidos Totales (ST) Slidos Voltiles Totales (SVT)

Las cuales se realizaron segn su norma mexicana de la serie NMX-AA-SCFI y las tcnicas establecidas en el manual de Mtodos Estndar para el Anlisis de Aguas y Aguas Residuales.8.2.1. Demanda Qumica de Oxgeno (DQO).Se realiz la determinacin de la DQO mediante la tcnica de reflujo cerrado con el mtodo de oxidacin mediante dicromato de Potasio en la cual se oxida la muestra mediante digestin con cido sulfrico y dicromato de potasio en presencia de sulfato de plata y sulfato de mercurio (II). La plata acta como catalizador para oxidar la materia orgnica ms resistente. El mercurio reduce la interferencia causada por la presencia de iones cloruro. La cantidad de dicromato utilizada en la oxidacin de la muestra se determina midiendo por titulacin con Sulfato ferroso amoniacal estandarizado, mediante este mtodo se determina la cantidad de oxgeno consumida en la oxidacin qumica total de constituyentes orgnicos e inorgnicos presentes en la muestra de agua.Se emple como estndar de calidad el Biftalato de potasio grado A.S.C, pureza 99.9%- 100% certificado marca analtica. El patrn primario utilizado para este anlisis con el fin del aseguramiento de la trazabilidad fue el Dicromato de potasio marca Analtica pureza 99.95%-100.05% certificado (CONAGUA, NMX-AA-030/2-SCFI-2011, 2011)La demanda qumica de oxgeno se determina segn la Ecuacin 1:Ecuacin 1. DQO clculo de resultado.

Donde:A=Es el gasto del Titulante (Sulfato ferroso amoniacal) en el blanco en mLB =Es el gasto del Titulante (Sulfato ferroso amoniacal) en la muestra en mLMSFA=Es la concentracin Molar del titulante (Sulfato ferroso amoniacal).8000= Es la masa molar de O2 (O), expresada en mg/mol.V = Es el volumen de muestra empleado en mL8.2.2. Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5).El mtodo se basa en medir la cantidad de oxgeno que requieren los microorganismos para efectuar la oxidacin de la materia orgnica presente en aguas naturales y residuales y se determina por la diferencia entre el oxgeno disuelto inicial y el oxgeno disuelto al cabo de cinco das de incubacin a 20C. Se utiliz el inoculo comercial Ploliseed para asegurar el consumo idneo de oxgeno el cual debe ser al 5 da de 0.6 a 1.00 mg/L.El patrn primario utilizado para este anlisis con el fin del aseguramiento de la trazabilidad fue el Dicromato de potasio marca Analtica pureza 99.95%-100.05% certificado. El estndar que se utiliz para el aseguramiento de la calidad en la solucin de GlucosaAcido Glutmico para la cual se utilizaron los siguientes reactivos: Glucosa anhidra pureza 99.99% certificado grado estndar primario marca Analtica. Acido L-glutmico pureza 99.90% certificado grado estndar primario marca Analtica (CONAGUA, NMX-AA-028-SCFI-2001, 2001).

Ecuacin 2. DBO5 Clculo de resultado.

Ecuacin 3. Factor de dilucin 1.

Ecuacin 4. Factor de dilucin 2.

Dnde:ODIM = Oxgeno disuelto inicial de la muestraODFM = Oxgeno disuelto final de la muestraODIB = Oxgeno disuelto inicial del blancoODFB = Oxgeno disuelto final del blancoV = Volumen de muestra empleado mL 300 = Volumen total de la botella Winkler mL8.2.3. Oxgeno Disuelto (OD).El mtodo se basa en la adicin de una disolucin de manganeso divalente y una disolucin alcalina yoduro-azida de sodio a una muestra de agua contenida en un frasco de vidrio que debe permanecer cerrado. El oxgeno disuelto, OD, oxida al hidrxido de manganeso disuelto, en cantidad equivalente, para producir un precipitado de manganeso con valencia ms alta. Se acidifica la muestra y los iones yoduro reducen al manganeso a su estado divalente producindose yodo equivalente al contenido de OD original. El yodo se titula con una disolucin normalizada de tiosulfato de sodio. El punto final de la valoracin se detecta visualmente con un indicador de almidn. (CONAGUA, NMX-AA-012-SCFI-2001, 2001)Ecuacin 5. Oxgeno Disuelto clculo de resultado.

Dnde:V = Volumen de tiosulfato de sodio gastado en la muestra (mL).MT = Concentracin molar del tiosulfato de sodio.8000 = Es la masa molar de O2 (O), expresada en mg/mol.98.7 = Es el volumen corregido por el desplazamiento de los reactivos agregados a la botella Winkler (mL).8.2.3. Slidos Totales (ST).Este mtodo se basa en la medicin cuantitativa de los slidos y sales disueltas as como la cantidad de materia orgnica contenidos en aguas naturales y residuales, mediante la evaporacin de la muestra, en su caso, a temperaturas especficas en este caso a 105C, en donde los residuos son pesados y sirven de base para el clculo del contenido de stos.8.2.4. Slidos Voltiles Totales (SVT).El mtodo cuantifica la cantidad de materia orgnica (incluidos aquellos inorgnicos) capaz de volatilizarse por el efecto de la calcinacin a 550C 50C en un tiempo de 15 min a 20 min, estos se pesan para realizar el clculo segn la siguiente ecuacin.Como patrn primario para asegurar la trazabilidad del anlisis se utiliz la sol estndar de carbonato de calcio, almidn y cloruro de sodio utilizando como patrn primario el cloruro de sodio marca Analtica pureza 99.99% grado patrn primario (CONAGUA, NMX-AA-034-SCFI-2001).Ecuacin 6. Slidos totales clculo.

Ecuacin 7. Slidos voltiles totales clculo.

Donde:G2= Es el peso del crisol con la muestra calcinada a 550C por 20 min (gr).G1=Es el peso del crisol con la muestra deshidratada a 105C (gr).G = Es el peso del crisol a peso constante (gr).V =Volumen de muestra (mL).8.3. Muestreo.Las muestras fueron tomadas del efluente de la planta de tratamiento de la quesera, el muestreo fue simple ya que las normas mexicana correspondientes a cada tcnica marcan que se puede realizar simple o compuesto.Imagen 1.Descarga final de la PTAR.

8.4. Mtodos estadsticos empleados.8.4.1. Coeficiente de correlacin.Cuando se emplea el trmino correlacin se refiere a la linealidad entre dos variables continuas y se calcula usando la funcin producto momento de Pearson, el cual permite reflejar el grado de dependencia lineal entre dos conjuntos de datos, en otras palabras la correlacin es una medida de la relacin entre dos variables. Es decir, indica si el valor de una variable se modifica sustancialmente como respuesta al cambio en los valores de la otra variable. El coeficiente de correlacin puede variar entre -1 y +1. Un coeficiente de correlacin de -1 indica que el valor de una variable disminuye cuando el valor de la otra variable aumenta. En cambio, si el coeficiente de correlacin es +1 indica que cuando el valor de una variable se incrementa, la otra variable tambin se incrementa.Coeficientes de correlacin positivos menores que 1 significan que un incremento del valor de una variable hacer tender a valores mayores de la otra variable. Un coeficiente de correlacin igual a 0 indica que no hay correlacin entre las variables (Quintana, 2011)El clculo del coeficiente de correlacin lineal se realiza dividiendo la covarianza por el producto de las desviaciones estndar de ambas variables:Ecuacin 8. Coeficiente de correlacin de Pearson.

Siendo XY la covarianza de X, Y yX y Y las distribuciones tpicas de las distribuciones normales.El valor del ndice de correlacin vara en el intervalo [-1, +1]: Si r = 0, no existe relacin lineal pero es posible que existan relaciones no lineales entre las dos variables. Si r = 1, existe una correlacin positiva total, es decir, presenta una dependencia total entre las dos variables de forma que cuando una de ellas aumenta, la otra tambin lo hace en idntica proporcin. Si r = -1, existe una correlacin negativa total, es decir, presenta una dependencia total entre las dos variables de forma que cuando una de ellas aumenta, la otra disminuye en idntica proporcin.8.4.3. Regresin lineal.El anlisis de regresin se usa con el propsito de prediccin. La meta del anlisis de regresin es desarrollar un modelo estadstico que se pueda usar para predecir los valores de una variable dependiente o de respuesta basados en los valores de al menos una variable independiente o explicativa.Una primera aproximacin realizada en el presente estudio fue determinar mediante diagramas de dispersin el tipo de relacin existente entre las dos variables como los mostrados en Grficos 10 y 11, estos diagramas permiten tener una idea inicial de la relacin entre ambas variables.Igualmente observando el comportamiento de los datos del agua residual en las Grficos 16,17 ,18 y 19 se observan tendencias lineales entre los datos los cuales pueden representarse mediante ecuaciones lineales de la forma: Ecuacin 9. Ecuacin lineal de regresin.

El coeficiente B es el punto en el que la recta corta el eje de ordenadas, es el origen de la recta de regresin y es la constante de la ecuacin de regresin lineal simple, informa el valor que alcanza la variable dependiente cuando la variable independiente es igual a cero.El coeficiente B1 es la pendiente de la recta, nos informa del cambio promedio de la variable dependiente por dada unidad de cambio en la variable dependiente. (Kurukshetra, 2012)8.4.4. Grfico de dispersin.Se utiliz el grfico de dispersin ya que es una herramienta grfica para estudiar relaciones entre dos variables cuantitativas. Se dibuja un sistema de coordenadas cartesianas en el que se representan los valores que toman las dos variables para cada sujeto o unidad de anlisisLa nube resultante de puntos nos permiti evaluar si existe relacin entre las dos variables y la naturaleza de tal relacin. Si es lineal, curvilnea, exponencial, logartmica, cclica, creciente, decreciente, etc. o si no hay relacin aparente entre las variables. Para interpretar un grfico de dispersin debe mirarse el patrn general que siguen los puntos, as como ajustar una lnea de tendencia.8.4. Validacin de tcnicas analticas.La validacin es el proceso de definir una necesidad analtica y demostrar que el mtodo en cuestin tiene capacidades de desempeo consistentes con las que requiere la aplicacin. Para que un resultado analtico concuerde con el propsito requerido, debe ser lo suficientemente confiable para que cualquier decisin basada en ste pueda tomarse con confianza. As, el desempeo del mtodo debe validarse. (CENAM, 2005)Las tcnicas analticas utilizadas fueron validadas parcialmente debido a que las tcnicas de DQO y DBO5 no se encontraban montadas correctamente en laboratorio, para lo cual se utilizaron patrones primarios y estndares de alta pureza qumica.La validacin parcial o verificacin (ya que se est trabajando con mtodos normalizados) de las tcnicas se define segn la norma NMX-17025-IMNC-2006 que indica los requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibracin, se marcan los criterios para la validacin parcial de mtodos normalizados, as como el aseguramiento de la calidad de los resultados, los cuales se muestran en la Tabla 1 y 2.Tabla 2. Criterios para validacin de tcnicas.Criterios para validacin de tcnicas analticas

Pruebas de desempeo analtico

Calibracin de Equipos

Uso de patrones de referencia

Comparacin inter-laboratorio

Evaluacin de la Incertidumbre

Fuente: (CENAM, 2005)Tabla 3.Parmetros para la validacin de tcnicas.Parmetros para validacin de tcnicasTipo de prueba

VolumtricaGravimtrica

Intervalo de trabajo

Lmite de deteccinaa

Lmite de cuantificacin

Recuperacin

Sesgo

Repetibilidad

Reproducibilidad

Incertidumbre

Sensibilidaded

Selectividaddd

Robustezdd

a=Solo para anlisis a nivel de trazas (ppm, ppb,ppt) (CENAM, 2005)b= Solo mtodos cualitativos d=Solo aplica para mtodos no normalizadosc= Solo mtodos cuantitativos e=Solo para el anlisis de aniones y cationes por ion selectivoDiscusin y resultadosSe obtuvo el factor de correlacin entre los anlisis de DQO, DBO5 y SVT, para lo cual primeramente se validaron dichas tcnicas, posteriormente se aplicaron al agua residual generada en la PTAR de la quesera Holanda, adems de otras muestras de otro tipo de industria y con ellos se generaron los factores de correlacin para su posterior verificacin.9.1. Validacin de tcnicas.Para validar los resultados de las tcnicas empleadas, segn la tabla 3, se utilizaron los estndares sealados por la norma mexicana correspondiente.9.1.1. Pruebas de Repetibilidad y Reproducibilidad (R&r).La repetibilidad es el grado de concordancia entre resultados analticos individuales, cuando el procedimiento se aplica repetidamente a diferentes porciones de una muestra homognea por un solo analista, usando los mismos instrumentos y mtodo en intervalos cortos de tiempo. A partir de la desviacin estndar r, se puede calcular el coeficiente de variacin r, el cual permite al analista decidir si es significativa la diferencia entre anlisis duplicados de una muestra determinados bajo las mismas condiciones.La reproducibilidad es el grado de concordancia entre resultados analticos individuales, cuando el procedimiento se aplica repetidamente a diferentes porciones de una muestra homognea por dos analistas o instrumentos diferentes, usando el mismo mtodo en diferentes das.A partir de la desviacin estndar de la reproducibilidad R, se calcula el lmite de R, el cual permite al analista decidir si es significativa la diferencia entre anlisis duplicados de una muestra determinados bajo las mismas condiciones, en intervalos largos de tiempo. (CENAM, 2005, pgs. 27, 56).Las concentraciones de los estndares que se utilizaron para la prueba de repetibilidad y reproducibilidad que se muestran en la Tabla 4.Tabla 4.Estndares utilizados para pruebas R&r.TcnicaEstndarConcentracin

Demanda Qumica de OxgenoBiftalato de potasio100 mg/L

Demanda Bioqumica de OxgenoGlucosa Ac. Glutmico198 mg/ L 30%1

Slidos TotalesNaCl, CaCO3 y almidn600 mg/L

Las caractersticas fsicas y qumicas se pueden observar en el anexo BLas pruebas de repetibilidad y reproducibilidad para DQO se expresan en la Tabla 5.Se determina que el coeficiente de variacin de la repetibilidad y reproducibilidad se encuentre dentro de los lmites establecidos en Ecuacin 10. Coeficientes de variacin para repetibilidad y reproducibilidad.

Donde:rR = Es la desviacin estndar del conjuntos de datos para cada prueba (repetibilidad o reproducibilidad)X = Es el promedio del conjunto de datos de cada prueba (Repetibilidad o reproducibilidad)CVrR = Es el coeficiente de variacin de repetibilidad o reproducibilidad

Tabla 5.Resultados Estndares.DQODBOSTSVT

mg/Lmg/Lmg/Lmg/L

95176606200

94178598200

113186604192

101198592204

113181582198

101191598202

82200602204

107188592196

113193586208

107198588204

94212606206

94169590196

94169608200

119174600194

100183598198

112176596204

106174604202

112182596204

119195606208

106203608194

Se realiz el anlisis de soluciones estndar de cada tcnica para los parmetros de validacin establecidos.Para la evaluacin de las pruebas de repetibilidad y reproducibilidad se relazaron dos lotes de estndares de la misma concentracin y se hicieron 10 repeticiones en dos das a los cuales se les determin el Coeficiente de variacin para poder comparar si se encuentran dentro de rango de aceptacin.Los coeficientes obtenidos para cada mtodo se muestran en la Tabla 6 y 7Tabla 6. Coeficientes variacin de repetibilidad.DQO mg/LDBO mg/LST mg/LSVT mg/L

=104.63186.25598.00200.70

S=10.0212.237.74.7

CVR=9.66.61.282.3

Tabla 7. Coeficientes de variacin de reproducibilidad.DQO mg/LDBOmg/LSVT mg/LST mg/L

=103.22188.86200.80594.80

S=10.368.588.064.63

CVr=10.04.51.332.3

Al comparar con los lmites establecidos de la Tabla 8 todos se encuentran dentro de estos por lo tanto obtenemos una buena repetibilidad y reproducibilidad en los multiplicados de los estndares de cada tcnica.Tabla 8. Repetibilidad y reproducibilidad para residuos y contaminantes en alimentos y agua.Concentracin del analitoRepetibilidad (r)Reproducibilidad (R)