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¿Qué es el cianuro?

El cianuro es una sustancia química altamente tóxica que puede encontrarse en diferentes formas, tanto naturales como sintéticas. Su fórmula más común es el ión cianuro (CN⁻), compuesto por un átomo de carbono unido a un átomo de nitrógeno mediante un enlace triple. 

Naturalmente podemos en contra el cianuro en pequeñas cantidades en algunas plantas y alimentos, como las semillas de manzana, durazno, almendra amarga y la yuca (mandioca), si no se prepara adecuadamente, también puede ser producido por microorganismos.

Otras formas de encontrar el cianuro son:

• Cianuro de hidrógeno (HCN): un gas incoloro, muy venenoso y con olor a almendras amargas.
• Sales de cianuro: como el cianuro de sodio (NaCN) y el cianuro de potasio (KCN), que son sólidos solubles en agua y también muy tóxicos.

Cianuro en la minería

La medición de cianuro en la industria minera es un tema crucial por razones de seguridad, eficiencia del proceso y cumplimiento ambiental. El cianuro se utiliza comúnmente en la minería, especialmente en la extracción de oro y plata, mediante un proceso conocido como lixiviación con cianuro.

Inicialmente la roca que contiene oro o plata es triturada y molida para aumentar la superficie de contacto del mineral con el cianuro. Posteriormente se realiza el proceso de lixiviación, se mezcla el mineral molido con una solución diluida de cianuro de sodio (NaCN) o cianuro de potasio (KCN). El cianuro disuelve el oro (o la plata) formando un complejo soluble:

Este proceso puede hacerse en tanques (lixiviación por agitación) o directamente sobre pilas de mineral (lixiviación en pilas).

Tipos de lixiviación:

• Lixiviación en pilas: En este método, el mineral previamente triturado se apila en grandes montículos sobre plataformas impermeables, conocidas como pads de lixiviación. Estas pilas se irrigan de manera continua con una solución diluida de cianuro, que se infiltra lentamente a través del material, disolviendo el oro contenido en el mineral. La solución enriquecida con oro, llamada solución cianurada, es recolectada al pie de la pila mediante un sistema de drenaje y canalización. Posteriormente, se procesa para recuperar el oro y luego se recircula sobre la pila, repitiendo el ciclo hasta agotar el contenido metálico aprovechable del mineral.
• Lixiviación en tanques: En este proceso, el mineral triturado se mezcla con una solución de cianuro en grandes tanques agitados, donde las condiciones de lixiviación (como pH, temperatura y concentración de cianuro) son controladas con mayor precisión. Esta técnica ofrece mayor eficiencia en la recuperación del oro y menor riesgo de derrames ambientales, debido a su carácter cerrado y más gestionado. Sin embargo, los residuos generados, conocidos como relaves, deben almacenarse en depósitos especiales (presas de relaves), cuya falla puede tener consecuencias ambientales graves, como ha ocurrido en varios incidentes internacionales.

El cianuro (generalmente en forma de cianuro de sodio, NaCN) es un reactivo químico que disuelve el oro y la plata del mineral. Es eficiente y relativamente económico, lo que lo ha convertido en el método preferido en muchas operaciones mineras.

Una vez que el oro ha sido disuelto en la solución de cianuro, se recupera utilizando uno de los siguientes métodos:

• Adsorción con carbón activado (CIP/CIL): El método más común en la minería moderna. La solución rica en oro pasa por columnas o tanques que contienen carbón activado, el cual adsorbe selectivamente los complejos de oro y cianuro.
• Precipitación con zinc (Proceso Merrill-Crowe): La solución rica se desoxigena y luego se le añade polvo de zinc, que reduce el oro y la plata, precipitándolos:

Este método se usa principalmente cuando el contenido metálico es alto o cuando se requiere obtener oro más puro.

Una vez concluida la etapa de adsorción, se inicia el proceso de desorción y fundición, mediante el cual se recupera el oro retenido en el carbón activado. Esta recuperación se realiza utilizando una solución caliente de cianuro de sodio y soda cáustica (NaOH) en sistemas a presión, como los procesos Zadra o AARL.

La solución rica en oro resultante se conduce a una celda electrolítica, donde el metal se deposita sobre cátodos de acero inoxidable o lana de acero. El material acumulado, conocido como lodo anódico, se seca, se mezcla con fundentes y se funde en un horno, dando origen a los lingotes de doré, una aleación que contiene principalmente oro y plata. Estos lingotes se envían posteriormente a refinerías para su purificación final.

Manejo de Relaves

Un componente esencial del proceso es la gestión de los residuos, conocidos como relaves, que consisten en sólidos y líquidos residuales tras la extracción del oro. Estos se almacenan en depósitos de relaves o presas de colas, estructuras diseñadas con materiales impermeables y sistemas de drenaje para evitar la filtración de sustancias tóxicas al medio ambiente.

El diseño de estos depósitos debe cumplir estrictos criterios geotécnicos, hidrológicos y ambientales, y su operación requiere monitoreo constante para prevenir riesgos como fallas estructurales, filtraciones o rebalses. Aunque poco frecuentes, los colapsos en estas estructuras pueden tener consecuencias ambientales catastróficas.

Antes de liberar o reutilizar el agua del proceso, es fundamental tratar la solución con cianuro para reducir su toxicidad. Entre los métodos más comunes se encuentran:

• Proceso SO₂/aire (INCO): El cianuro libre reacciona con dióxido de azufre y oxígeno en presencia de cobre como catalizador, transformándose en cianato, una forma mucho menos tóxica:

• Peróxido de hidrógeno (H₂O₂): Este agente oxida rápidamente el cianuro a cianato. Es común en plantas pequeñas o cuando se requiere un tratamiento rápido y eficiente.
• Biodegradación natural: En condiciones controladas y cuando las concentraciones de cianuro son bajas, este puede degradarse por fotodegradación (exposición a la luz solar) y acción de microorganismos presentes en el entorno. No obstante, este método requiere un monitoreo riguroso para garantizar su efectividad y seguridad.

¿Cómo monitorear este parámetro?

Hanna Instruments ofrece soluciones especializadas para la medición de cianuro en medios acuosos. El electrodo combinado de ion selectivo para cianuro HI4109 está diseñado específicamente para determinar con precisión la concentración de iones de cianuro en solución.

Para análisis fotométricos, el medidor portátil HI97714 permite medir concentraciones de cianuro en muestras de agua en un intervalo de 0.000 a 0.200 mg/L (ppm). Este equipo utiliza una adaptación del método de Piridina-Pirazolona y cuenta con un sistema óptico avanzado que incorpora un LED y un filtro de interferencia de banda estrecha, garantizando lecturas precisas, estables y repetibles.

Por otra parte, el espectrofotómetro visible HI802 iris® es un instrumento compacto y versátil con un sistema óptico de has dividido. Cubre un intervalo de longitud de onda de 340 a 900 nm y viene preprogramado con 103 métodos de análisis, los cuales incluyen información completa como la longitud de onda, tipo de vial, curva de calibración y temporizadores. Además, permite crear hasta 100 métodos personalizados. Gracias a su lector de códigos de barras extraíble y adaptadores de cubetas, se facilita la identificación rápida de métodos y la medición con diferentes tipos de viales.

En el caso específico del análisis de cianuro, el HI802 iris® permite medir concentraciones de 0.000 a 0.200 mg/L como CN⁻, utilizando una longitud de onda de 610 nm, un vial de 22 mm de diámetro y el método de Piridina-Pirazolona.

Especificaciones del HI802

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El bromo es un desinfectante que se utiliza en piscinas como una alternativa al cloro. Se emplea principalmente para controlar el crecimiento de bacterias, algas y otros microorganismos en el agua de la piscina, pero sobre todo en los spas y en las piscinas cubiertas o climatizadas, ya que aporta un mayor rendimiento cuando el agua tiene una temperatura superior a los 28 °C.

El bromo es la opción idónea para las personas que sufren alergia al cloro, son de piel sensible o pasan mucho tiempo en la piscina ya que el bromo es menos irritante para los ojos y la piel. Es más estable y efectivo en un intervalo de pH más amplio, esto lo hace adecuado para piscinas en climas cálidos o con fluctuaciones de pH, donde el cloro podría perder eficacia. El bromo produce menos olor a “piscina” que el cloro, ya que no se descompone tan fácilmente en compuestos con olores fuertes. Esto hace que el ambiente alrededor de la piscina sea más agradable, además el bromo no genera tantos subproductos como los compuestos de cloro, como el cloroaminas (responsables del mal olor y la irritación en las piscinas de cloro).

Hablando de las desventajas, el bromo suele ser más caro que el cloro. Esto se debe a su mayor costo de producción y a su uso en tabletas o productos especializados que pueden ser más caros. Y aunque es eficaz, no se encuentra tan fácilmente en todos los mercados o en la misma variedad de productos como el cloro. Además, requiere un sistema específico ya que, las piscinas que utilizan bromo requieren un sistema de dosificación adecuado, ya que el bromo se utiliza en forma de tabletas o gránulos que deben liberarse lentamente en el agua. Es importante mantener los niveles de bromo en el rango adecuado, que suele estar entre 3 y 5 partes por millón (ppm). Niveles demasiado bajos no serán efectivos para la desinfección, mientras que niveles excesivos pueden ser irritantes para los bañistas. 

Según la NORMA Oficial Mexicana NOM-245-SSA1-2010, se permite el uso de bromo como desinfectante alternativo al cloro en piscinas y spas. Establece que tanto el cloro como el bromo son aceptables siempre y cuando se utilicen dentro de los límites permitidos para garantizar la seguridad de los bañistas y mantener una calidad adecuada del agua. La concentración de bromo en el agua de las albercas y spas debe mantenerse entre 2 y 4 mg/L (miligramos por litro) de bromo libre, para asegurar una correcta desinfección y menciona la importancia de realizar mediciones periódicas para verificar que los niveles de bromo se mantengan dentro de los rangos recomendados. Esto se puede hacer utilizando kits de prueba o fotómetros específicos para medir la concentración de bromo en el agua, con el fin de asegurar que el tratamiento desinfectante sea efectivo y seguro para los usuarios.

Formas de aplicación:
El bromo se encuentra comúnmente en tabletas que se colocan en un dispensador flotante o en un skimmer, lo que permite una liberación controlada y constante. Pero para obtener un control más preciso y evitar fluctuaciones en los niveles de bromo, algunas personas utilizan sistemas automáticos que regulan la dosificación. Es fundamental mantener los niveles de bromo en el intervalo adecuado, que es de entre 3 y 5 partes por millón (ppm) para piscinas. Niveles demasiado bajos no serán efectivos en la desinfección, y niveles demasiado altos pueden ser irritantes. En algunas ocasiones, el bromo también puede verse afectado por la exposición al sol, por lo que algunas piscinas que usan bromo optan por usar estabilizadores para prolongar su eficacia.

Medir el nivel de bromo en el agua de la piscina es esencial para asegurarse de que el desinfectante esté funcionando correctamente y para garantizar la seguridad de los bañistas. Existen varias formas de medir la concentración de bromo en el agua, y las más comunes son las siguientes:

Hanna Instruments cuenta con el test kit para medición de bromo (HI3830) el cual se emplea para realizar pruebas químicas colorimétricas que determinan la concentración de bromo en muestras dentro de un intervalo de 0 a 3 mg/L (ppm) Br₂. El HI3830 se suministra con todos los reactivos y recipientes necesarios para realizar el análisis. El kit de prueba contiene suficientes reactivos para realizar aproximadamente 60 pruebas. El análisis tiene una resolución de 0.6 mg/L ya que tiene lecturas de 0 a 3 mg/L de Br₂. 

Hablando de los equipos de Hanna Instruments, el HI83326 es un fotómetro multiparamétrico de mesa y medidor de pH para piscinas y SPA, el cual cuenta con 12 métodos programados diferentes que miden 11 parámetros además del pH, que son fundamentales en la calidad del agua. El equipo funciona como un medidor de pH profesional y cuenta con una entrada de electrodo de pH/temperatura digital.

Especificaciones del HI83326

ALCALINIDAD

BROMO

CLORO

CLORO LIBRE

CLORO TOTAL

COBRE

ÁCIDO CIANÚRICO

DUREZA, CALCIO

Hierro

NITRATO

OZONO

pH

FOSFATO

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Uno de los recursos más vitales de nuestro planeta es el agua. Con una población en constante crecimiento, es indispensable vigilar la calidad del agua en el medio ambiente para que se puedan detectar cambios y tomar las medidas necesarias.

¿Qué es la calidad del agua?

La calidad del agua es una medida de la idoneidad del agua para ser utilizada para un propósito específico, como la natación, la agricultura o la generación de energía. El agua que se considera inadecuada para una aplicación puede ser perfectamente aceptable para otro propósito. La calidad del agua es una declaración de las características físicas, biológicas y químicas del agua basadas en condiciones clave. Estas condiciones pueden variar según la ubicación, por ejemplo, en diferentes puntos en un rio o por el tiempo, dependiendo del clima. El agua superficial y el agua subterránea también pueden afectar la calidad entre sí, debido a que estos dos están conectados en el nivel freático. Es importante reconocer que la calidad del agua puede verse afectada por factores naturales y artificiales. La vigilancia regular de las fuentes de agua puede ayudar a identificar posibles problemas antes de que causen daños graves.

¿Cuáles son los parámetros principales de la calidad del agua?

Hay una serie de parámetros que se pueden medir para indicar la calidad del agua. Estos parámetros pueden ser una medida de características físicas como el pH, la conductividad o la temperatura; una declaración de los niveles de diversos nutrientes en el agua, como los nitratos y fosfatos; o una indicación de elementos y compuestos clave en el agua, como el oxígeno disuelto. Cada parámetro tiene algunas normas y directrices generales para determinar si una muestra analizada debe considerarse aceptable o peligrosa. Los resultados de estas pruebas no son necesariamente absolutos, ya que deben compararse en relación con lo que se considera niveles normales para un cuerpo de agua.

pH

¿Qué es el pH?

El pH es una medida de la concentración relativa de los iones de hidrógeno y los iones de hidróxido en el agua. La escala se encuentra en un intervalo de 0 a 14, siendo 0 una solución demasiado ácida y 14 una solución fuertemente básica.

¿Por qué es importante la medición de pH?

El pH es una forma de evaluar la idoneidad del agua para los organismos vegetales y animales vivos. Si el agua se ha vuelto muy ácida o básica debido a contaminantes naturales o artificiales, puede haber un impacto significativo en la vida acuática. El pH se considera normal en un cuerpo de agua si tiene un valor de 5.0 a 9.0, pero lo ideal es que se encuentre en un intervalo entre 6.0 y 8.0.

¿Cómo se mide el pH?

Las pruebas de pH comunes, como los kits de prueba química o las tiras de pH, son simples y económicas. Sin embargo, estos presentan algunos problemas que podrían llevar a resultados inexactos. Ambos métodos para medir el pH brindan resultados basados en una reacción química que causa un cambio de color. Cuando su muestra de papel o líquido cambia de color, se debe comparar con la guía de color proporcionada y así obtener la lectura de pH.

Una forma más exacta para medir el pH es utilizando un medidor de pH. Cuando se elige un probador o medidor de pH, se deben de tener en cuenta una serie de consideraciones relacionadas tanto con el electrodo como con el dispositivo. Asegúrese de encontrar un medidor de pH y un electrodo que sea el más adecuado para el trabajo de campo.

Calibración de pH en el campo

Lo primero es elegir soluciones de calibración que cubrirán el valor esperado. Para cubrirlos se debe calibrar por lo menos a dos puntos de pH, uno por encima y otro por debajo del intervalo de pH deseado. Por ejemplo, si desea medir el pH del jugo de limón, que tiene un pH alrededor de 2, puede utilizar estándares técnicos de 1.00 y 4.01 para una calibración a dos puntos. Si se desconoce el pH de la muestra, entonces debe realizar un tercer punto de calibración para garantizar la mejor exactitud.

Temperatura

¿Qué es la temperatura?

La temperatura es una de las mediciones más comunes en nuestra vida cotidiana. En el contexto de la calidad del agua, la temperatura puede proporcionar una indicación de las condiciones de vida de las plantas y animales acuáticos. Las temperaturas cálidas por lo general se consideran beneficiosas para el crecimiento de las poblaciones acuáticas. Sin embargo, después de un cierto punto la temperatura puede tener el efecto contrario, contribuyendo a una disminución de la diversidad biológica en un cuerpo de agua.

¿Por qué es importante medir la temperatura?

Los organismos acuáticos como los peces y el plancton son de sangre fría, por lo que la temperatura del agua tiene un impacto directo en su temperatura corporal. Estos organismos tienen intervalos de temperatura en los cuales pueden sobrevivir o desarrollarse. Conforme la temperatura alcanza el límite máximo del intervalo para un organismo, la actividad biológica estará en su punto máximo. Esta actividad disminuirá en el límite inferior del intervalo. Si la temperatura excede el intervalo aceptable para un organismo, el suministro disponible de oxígeno puede ser demasiado bajo para mantener la vida. Esto se debe a que el agua tibia tiene un punto de saturación de oxígeno mucho más bajo que el agua fría. Si la temperatura del agua está por debajo del intervalo aceptable, no se lleva a cabo suficiente actividad para el crecimiento de las especies. Las altas temperaturas también contribuyen al crecimiento de las algas. El oxígeno se consume a medida que estas afloraciones se descomponen por las bacterias, reduciendo el suministro de oxígeno disuelto disponible.

La temperatura en un cuerpo de agua varía según la hora del día y la cantidad de luz solar que calienta la superficie del agua. Las temperaturas aceptables también pueden variar dependiendo del tipo de río o arroyo que se esté midiendo. Esto depende de la cuenca que alimenta el arroyo. Si el arroyo es alimentado por un manantial de la montaña, por ejemplo, la temperatura natural del agua puede ser bastante fría (menos de 20°C). Un arroyo que se considera agua cálida tendrá una temperatura promedio superior a 20°C pero inferior a 31.7°C. La temperatura también puede estar influenciada por la tasa de flujo de un cuerpo de agua. Si aumenta el flujo del agua, posiblemente como resultado de lluvias torrenciales, se podría esperar que la temperatura disminuya. El aumento de la corriente tiene un efecto de enfriamiento en la temperatura del agua.

¿Cómo se mide la temperatura?

Muchos termómetros simples utilizan la tecnología de termistor. El termistor es un dispositivo semiconductor cuya resistencia varía en función de la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia disminuye. Esta resistencia medida por el termistor se convierte a un valor que se muestra en la escala Celsius o Fahrenheit. Los sensores de termistor son adecuados para un intervalo de temperatura de -50° a 150°C (-58° a 302°F).

Calibración de la temperatura

Muchos medidores están calibrados de fábrica para las lecturas de temperaturas. Es una buena práctica comprobar al menos una vez al año, en un laboratorio acreditado, que el sensor de temperatura funciona correctamente.

Conductividad (CE) / Sólidos totales disueltos (TDS)

¿Qué es la conductividad?

La conductividad eléctrica (CE) mide la capacidad de una sustancia para transmitir una corriente eléctrica. Pequeñas partículas cargadas, llamadas iones, ayudan a transportar la carga eléctrica a través de una sustancia. Estos iones pueden estar cargados positiva o negativamente. Cuantos más iones estén disponibles, mayor será la conductividad; menos iones resultaría en una menor conductividad. La CE se reporta típicamente en milisiemens por centímetro (mS/cm).

Los sólidos totales disueltos (TDS) son la cantidad de sustancias disueltas en la solución. Esta medición lee todas las sustancias orgánicas e inorgánicas disueltas en un líquido. Los resultados de esta lectura se muestran como miligramos por litro (mg/L), partes por millón (ppm), gramos por litro (g/L) o partes por mil (ppt).

¿Por qué es importante medir la conductividad?

La conductividad eléctrica (CE) es otra forma de evaluar la calidad del agua, debido a que una mayor presencia de sólidos totales disueltos (STD), expresada por la CE, puede ser un indicador de contaminantes. La CE puede verse afectada por los carbonatos de la piedra caliza, los contaminantes de fuentes puntuales artificiales como plantas de tratamiento de aguas residuales o contaminantes de fuentes no puntuales artificiales, como los sistemas sépticos o vertidos agrícola.

Altas concentraciones de STD pueden disminuir la calidad del agua y provocar problemas de equilibrio hídrico para los organismos individuales. Por otro lado, las bajas concentraciones pueden limitar el crecimiento de la vida acuática. Algunos de los efectos discutidos para los parámetros de acidez y dióxido de carbono tienen relevancia para la CE, como su impacto negativo en la fotosíntesis. Esto se debe a que el aumento de sólidos hace que el agua sea más turbia, lo que ralentiza la tasa de fotosíntesis. La CE proporciona una indicación de los sólidos disueltos totales, de los cuales las sales disueltas totales son un componente. Si el nivel de sales en los STD es alto, esto también podría contribuir a la acidez del agua. Sin embargo, si el nivel de carbonatos en los TDS es alto, esto podría contribuir a un incremento de la alcalinidad, lo que ayuda a proteger contra los cambios de acidez. Esto es un buen ejemplo de la interrelación que existe entre los parámetros de calidad del agua.

Los niveles aceptables de CE en ríos y arroyos varían según el tipo de sólidos disueltos presentes y esto determina el uso del arroyo, como para pescar, nadar o como una fuente de agua potable.

Es importante entender la combinación entre STD y sólidos totales. Los sólidos totales se refieren a toda la materia sólida suspendida o disuelta en agua. Los sólidos disueltos no son visibles en el agua, ya que al ser disueltos se han convertido en parte de la solución. STD es la medición de todas las sustancias solubles en agua que se encuentran en una muestra de agua. En una muestra recolectada de un río, estas sustancias disueltas se llaman solutos y el agua el agua se llama solvente.

¿Cómo se mide la conductividad?

La mejor manera de medir la conductividad es con el uso de un medidor de CE. Se colocan dos electrodos con un voltaje CA aplicado en la solución. Esto crea una corriente dependiente de la naturaleza conductora de la solución. El medidor lee esta corriente y lo muestra en la pantalla como conductividad (CE) o ppm (STD).

Calibración de la conductividad en campo

Es importante calibrar la conductividad antes de medir en la muestra. Esto se debe a que las capas aceitosas y los contaminantes biológicos pueden cambiar la geometría aparente de la celda, lo que resulta en un cambio en la constante de la celda. Antes de realizar una calibración de conductividad, inspeccione siempre el sensor de CE en busca de suciedad u obstrucciones.

La mayoría de los medidores se calibran con un solo estándar que está cerca de la conductancia específica de la muestra a medir. Se puede utilizar un segundo estándar para verificar la linealidad del instrumento en el intervalo de mediciones.

Oxígeno disuelto (OD)

¿Qué es el oxígeno disuelto?

La concentración de oxígeno disuelto (OD) en el agua es muy importante en la naturaleza, así como en el medio ambiente del hombre. En los océanos, lagos, ríos y otros cuerpos de aguas superficiales, el oxígeno disuelto es esencial para el crecimiento y desarrollo de la vida acuática. Sin oxígeno, el agua puede volverse tóxica debido a la descomposición anaeróbica de la materia orgánica.  En un entorno industrial, el agua debe contener al menos 2 mg/L de oxígeno para proteger las tuberías de agua de la corrosión. Sin embargo, el agua del sistema de calderas, en la mayoría de los casos, no puede contener más de 10 mg/L de oxígeno.

¿Por qué es importante el oxígeno disuelto?

Los niveles de OD pueden ayudar a indicar la salud relativa de un cuerpo de agua. Si los niveles de OD son normales o altos, el agua es un buen ambiente para que florezca una variedad de vida acuática. Si los niveles de OD son bajos, puede indicar la presencia de contaminantes en el agua. Algunas formas de vida acuática pueden existir en el agua con un intervalo amplio de OD, pero otros no pueden sobrevivir en ambientes con bajo OD.

Se espera que las mediciones de OD tengan grandes fluctuaciones si el agua tiene una vida vegetal significante. Esto se debe al proceso de fotosíntesis. Debido a que hay menos actividad fotosintética durante la noche, cuando no hay presencia de luz, las plantas y animales en el agua consumen oxígeno a través de la respiración, pero no se produce tanto oxígeno al mismo tiempo. Como resultado, los niveles de OD por la mañana son más bajos en comparación con otros momentos del día. Una vez que comienza la fotosíntesis, los niveles de OD aumentaran. Esto es un buen ejemplo de los beneficios de medir los parámetros en diferentes momentos a lo largo del día. Si solo se toma una medición de OD antes del amanecer, se puede obtener una conclusión inexacta con respecto a la calidad sanitaria del agua.

Si bien los niveles de OD están parcialmente influenciados por la actividad fotosintética, una gran fuente de OD proviene del oxígeno atmosférico que se mezcla con el agua. Esto sucede en grandes cantidades si el agua es turbulenta. La turbulencia aumenta el área superficial del agua, por lo que el oxígeno atmosférico se puede mezclar con más facilidad. El aire tiene una concentración de oxígeno disuelto que es más de 20 veces mayor que la concentración de oxígeno en el agua. Esta diferencia de concentración da como resultado que el oxígeno atmosférico se disuelva en el agua cuando se encuentran. Si hay más superficie de agua en esta interfaz, entonces se absorberá más oxígeno del aire.

Otros factores que influyen en los niveles de OD son la temperatura y el agua de escorrentía. El oxígeno se disuelve más fácilmente en el agua fría, y el agua fría tiene la capacidad de contener mayores niveles de gases que agua tibia, por lo que el nivel de OD disminuye a medida que el agua se calienta. La escorrentía puede incluir residuos orgánicos naturales o contaminantes artificiales; en ambos casos, los organismos en el agua deben usar el oxígeno en el proceso de descomposición de estos contaminantes. Además, los residuos orgánicos pueden conducir al crecimiento de la vegetación acuática. Cuando las plantas mueren al final de temporada de crecimiento, se produce un gran consumo de oxígeno disuelto a medida que se descomponen.

¿Cómo se mide el oxígeno disuelto?

Las concentraciones de oxígeno disuelto se reportan con mayor frecuencia en unidades de miligramos de gas por litro de agua, mg/L. (La unidad mg/L es equivalente a partes por millón = ppm). Las mediciones se toman usualmente en agua usando un medidor y sonda de OD.

Es importante medir los niveles de OD en diferentes momentos del día y a diferentes profundidades del agua. Estas mediciones darán un panorama general de los niveles de OD en el cuerpo de agua que se está investigado. Al igual que con todos los parámetros de calidad del agua, estos niveles deben vigilarse a lo largo del tiempo. Esto producirá una cantidad de datos para que las tendencias puedan ser identificadas y evaluadas.

Calibración de oxígeno disuelto en campo

El contenido de oxígeno disuelto (OD) en agua se mide utilizando un electrodo con una membrana. Desafortunadamente, los cepillos u otros objetos de limpieza pueden dañar la membrana, por lo que reemplazar la tapa de la membrana y el electrolito es la mejor manera de realizar un mantenimiento periódico. Aunque puede ser más fácil calibrar el sensor de OD antes de salir al campo, es mejor calibrarlo en el sitio de muestreo ya que las diferencias de altitud y presión barométrica entre el sitio de la calibración y medición pueden provocar errores. Asegúrese de verificar que las lecturas de presión barométrica, conductividad y la temperatura sean correctas.

Turbidez

¿Qué es la turbidez?

En su forma más simple, la turbidez es solo la opacidad del agua. Esta turbiedad generalmente proviene de las partículas que están suspendidas en el agua que no podemos ver individualmente. Estas partículas podrían ser algas, tierra, minerales, proteínas, aceites o incluso bacterias.

La turbidez es una medición óptica que indica la presencia de partículas en suspensión. Se mide irradiando una luz a través de una muestra y cuantificando la concentración de partículas suspendidas. Cuantas más partículas haya en la solución, mayor será la turbidez.

Es importante tener en cuenta que, a pesar de que la turbidez se correlaciona con los sólidos suspendidos, medir la turbidez no es lo mismo que medir los sólidos suspendidos totales (SST). Las mediciones de SST son gravimétricas, que cuantifican la masa de los sólidos suspendidos en una muestra, realizadas pesando los sólidos separados.

¿Por qué es importante medir la turbidez?

La turbidez puede contribuir a la salud general y calidad de un cuerpo de agua. Si el agua es relativamente clara, entonces los organismos acuáticos se pueden beneficiar del aumento de luz en sus actividades fotosintéticas. Este aumento en la fotosíntesis ayuda a aumentar el suministro de oxígeno en el agua. La turbidez es un indicador fácil de problemas potenciales en el agua, ya que se puede medir tanto visualmente como por medios cuantitativos. Si la turbidez es alta, puede ser un indicador temprano de una serie de factores potenciales contribuyentes, como el aumento de nutrientes como el nitrato o fosfato, el aumento de la temperatura del agua o el aumento de los niveles de dióxido de carbono. También puede indicar que los contaminantes de origen humano, como la escorrentía agrícola o los vertidos industriales, están teniendo un impacto negativo en la claridad del agua.

La diversidad de la vida biológica se ve disminuida en aguas turbias. Con el tiempo las especies morirán y el agua será ocupada solo por organismos que tienen sistemas suficientemente resistentes para sobrevivir en este ambiente. La calidad general del agua continuará disminuyendo en aguas turbias, ya que la tasa de fotosíntesis se mantendrá baja.

¿Cómo medir la turbidez?

Una manera de medir la turbidez es usando un disco Secchi. Un disco Secchi proporciona una indicación de la profundidad máxima a la que puede crecer la vida vegetal identificando la profundidad donde la luz ya no logra penetrar el agua. La fotosíntesis no puede llevarse a cabo sin luz, por lo que las plantas no crecerán a profundidades por debajo del nivel donde el disco Secchi es visible cuando se sumerge. Debido a que las mediciones con el disco Secchi se basan en bajar el disco hasta que desaparece, no se puede usar en ríos que son poco profundos o que tienen baja turbidez.

Las lecturas del disco Secchi varían estacionalmente con los cambios en la fotosíntesis y, por lo tanto, el crecimiento de algas. En la mayoría de los lagos, las lecturas con disco de Secchi comienzan a disminuir en la primavera, con temperaturas más cálidas y un mayor crecimiento, y continúan disminuyendo hasta que el crecimiento de algas alcanza su punto máximo en el verano. A medida que se establece un clima más frío y el crecimiento disminuye, las lecturas del disco Secchi aumentan nuevamente. Las tormentas también pueden afectar las lecturas. La erosión de la lluvia, la escorrentía y las altas velocidades de las corrientes pueden resultar en concentraciones más altas de partículas suspendidas en las corrientes entrantes, y por lo tanto, se producen disminuciones en las lecturas del disco de Secchi. Por otro lado, la temperatura y el volumen del agua entrante pueden ser suficientes para diluir el lago con agua más fría y clara y reducir las tasas de crecimiento de algas. Tanto el agua más clara como las tasas de crecimiento más bajas darían como resultado un aumento de las lecturas de disco de Secchi.

Una forma más precisa de medir la turbidez es mediante el uso de un medidor de turbidez. El medidor de turbidez funciona haciendo pasar un haz de luz infrarroja a través de un vial que contienen la muestra a analizar. Un sensor detecta la cantidad de luz dispersada por las partículas no disueltas presentes en la muestra. Posteriormente, un microprocesador convierte las lecturas en unidades de turbidez nefelométricas (NTUs).

Calibración de la turbidez en campo

La calibración es simple con el uso de estándares primarios de polímeros (AMCO-EAPA-1) disponibles comercialmente. Es mejor utilizar estos estándares prefabricados, pero también se puede preparar estándares usando formacina de acuerdo con el método analítico 180.1 de la EPA. Las celdas no deben tener rayones o grietas y siempre manipular la celda tocando solo la tapa o su parte superior para no ensuciarla. Cualquier celda con grietas visibles debe desecharse.

¿Cómo puede Hanna ayudar con sus análisis de calidad el agua?

El HI98194 es un medidor de campo resistente y portátil que mide pH, ORP, conductividad, oxígeno disuelto y temperatura con el rendimiento y características de un medidor de grado laboratorio.

El multiparámetrico Hanna HI98194 ofrece:

• Medición de hasta 12 parámetros diferentes de calidad del agua.
• Calibración rápida para pH, conductividad y oxígeno disuelto usando una sola solución.
• Datos GLP. El HI98194 incluye una función GLP que permite al usuario revisar los datos de calibración y la información de la fecha de expiración de la calibración con solo tocar una tecla. Los datos de la calibración incluyen fecha, hora, soluciones estándares usado para la calibración y las características de la pendiente.

El HI98194 facilita las mediciones profesionales en el campo ya que se suministra con todo lo que necesita en un estuche de transporte resistente.

https://blog.hannainst.com/guide-to-environmental-water-quality-testing

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La ósmosis inversa es un método de desmineralización del agua basado en membranas y usado para separar sólidos disueltos, como los iones de una solución. Las membranas actúan como barreras permeables selectivas que permiten que el agua pase a través de ellas mientras retiene otras sustancias disueltas.

La ósmosis inversa se basa en la circulación forzada del agua a través de una membrana semipermeable. Si la presión ejercida es superior a la presión osmótica, la membrana actúa como barrera para las sales y/o moléculas, rechazándolas.

La ósmosis inversa ofrece la filtración más fina actualmente disponible, impidiendo el paso de bacterias y virus, obteniéndose un agua pura y esterilizada.

Las membranas filtrantes pueden considerarse como filtros moleculares. El tamaño de los poros de éstas es extremadamente reducido, por lo que se requiere una presión considerable para hacer pasar cantidades de agua a través de ellas. La elección del modelo de membrana más apropiado es de acuerdo al agua a tratar y su empleo posterior, determinando el tipo de instalación más idónea

Las principales aplicaciones de las membranas de RO incluyen: desalinización; remoción/reducción de subproductos de la desinfección, dureza, color, contaminantes inorgánicos, compuestos orgánicos sintéticos y volátiles, patógenos; y recuperación de aguas residuales.

Es importante tener en cuenta que aunque las membranas de ósmosis inversa también pueden remover sólidos suspendidos y otras partículas, una carga excesiva puede dañar u obstruir rápidamente las membranas semipermeables ya que estas no son porosas y por tanto no son capaces de retro lavado. Por tanto, aunque la RO podría reducir los niveles de turbiedad, conteo de partículas, etc., la tecnología no está diseñada específicamente para este propósito y se requiere aplicar un pre-tratamiento para remover este material.

Esencialmente todas las fuentes de agua donde se usan sistemas de membranas deben someterse a ciertos niveles de pre-tratamiento el cual busca preservar la integridad de éstas, maximizando su eficiencia y durabilidad. Los procesos de pre-tratamiento usualmente involucran la adicción de ácidos, inhibidores de incrustación, o ambos, para prevenir la precipitación de sales poco solubles, seguido de una etapa de filtración (por cartucho) de 5 a 20 µm para prevenir la obstrucción por partículas.

La obstrucción de las membranas sucede típicamente en el lado del abastecimiento siendo las principales causas de obstrucción las siguientes:

• Depósito de lodo u otros sólidos suspendidos que no se han eliminado en el pretratamiento
• Incrustaciones inorgánicas por la precipitación de sales poco solubles o sílice.
• Obstrucciones biológicas causadas por el excesivo crecimiento de microorganismos.

Una membrana incrustada presenta tres problemas principales de desempeño: presión de operación más alta de lo normal, para compensar el menor flujo de la membrana a presión constante, una caída de presión más alta y un menor rechazo de sales de lo esperado.

La tabla 1 muestra los valores de calidad de agua generalmente aceptadas para minimizar la incrustación de la membrana de ósmosis inversa.

La sílice se encuentra en todas las fuentes de agua en la forma de mineral disuelto. Es ligeramente soluble en agua y se puede encontrar como ion, silicatos o partículas coloidales o en suspensión. La solubilidad de la sílice depende en gran medida del pH, la temperatura y la presión.

Debido a la importancia de este elemento, Hanna ha desarrollado el fotómetro portátil HI96705 es para la medición de sílice. Este instrumento utiliza una adaptación del método de azul heteropoli ASTM D859 para medir concentraciones de sílice de menos de 2.00 mg/l (ppm).

Los fotómetros portátiles HI96705 y HI96770 de HANNA® instruments cuentan con un avanzado sistema óptico; la combinación de una lámpara especial de tungsteno, filtro de interferencia de banda estrecha y un foto detector de silicio que garantizan lecturas fotométricas exactas. Además cuenta con la exclusiva característica CAL Check ™ de Hanna que utiliza estándares trazables de NIST listos para verificar la validación y calibración del medidor. El exclusivo sistema de bloqueo de la celda asegura que ésta se inserte para la medición en la misma posición manteniendo una longitud de trayectoria constante.

Referencias

Diseños y soluciones sostenibles DSS. S.A. Ósmosis inversa (RO). Disponible en: https://dss.com.ec/wp-content/uploads/2012/07/osmosis_inversa.pdf

Water Equipment. Ósmosis Inversa. Disponible en: https://www.wetmex.net/osmosis.php

HANNA® instruments. https://www.hannainst.com/hi96705-silica-low-range-portable-photometer.html

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El molibdeno se utiliza comúnmente en la creación de muchos tipos de alta resistencia y aleaciones de acero. Tiene la capacidad de soportar temperaturas extremadamente altas sin expansión significativa o ablandamiento y muestra una alta resistencia a la corrosión. Las aguas residuales de las industrias que utilizan molibdeno deben ser tratadas para eliminar grandes cantidades antes de la descarga en el sistema público debido a su toxicidad.

La contaminación de las aguas puede proceder de fuentes naturales o de actividades humanas. En la actualidad la más importante, sin duda, es la provocada por el hombre. El desarrollo y la industrialización suponen un mayor uso de agua, una gran generación de residuos los cuales van a parar al drenaje y el uso de medios de transporte fluvial y marítimo que, en muchas ocasiones, son causa de contaminación de las aguas.

Hay cuatro focos principales de contaminación antropogénica: industrial, vertidos humanos, navegación y agrícola y ganadería.

Los metales pesados normalmente aparecen en el agua superficial procedentes de las actividades comerciales e industriales y tienen que eliminarse si el agua residual se va a reutilizar. Los metales pesados son elementos metálicos con gran peso atómico, por ejemplo: mercurio, cromo, molibdeno, cadmio, arsénico, plomo, cobre, zinc y níquel.

El problema esencial que plantean los metales pesados es que muchos de ellos se han utilizado durante siglos y son fundamentales para la industria, pero pueden perjudicar la salud humana y transformar el equilibrio de los sistemas ambientales si se permite que alcancen concentraciones excesivas en el agua, suelo y aire. Existen tres tipos principales de fuentes de emisión de metales en el medio ambiente. El más evidente es el proceso de extracción y purificación: minería, fundición y refinación. El segundo, menos conocido, es la emisión de metales al quemarse combustibles fósiles como: el carbón. Tales combustibles contienen cadmio, plomo, mercurio, níquel, vanadio, cromo y cobre. La tercera fuente, la más diversa, es la producción y utilización de productos industriales que contienen metales, que aumenta al descubrirse nuevas tecnología y aplicaciones.

El Molibdeno (Mo) es un elemento refractario metálico utilizado principalmente como agente de aleación en acero, hierro fundido, y superlaciones para mejorar la dureza, resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste y la corrosión. La versatilidad de molibdeno en el mejoramiento de una variedad de propiedades de la aleación le ha asegurado un papel significativo en la tecnología industrial contemporánea, que requiere cada vez más de materiales que son útiles en alta tensión, la ampliación de los rangos de temperatura y ambientes altamente corrosivos.

El principal problema relacionado al riego con agua que contienen altas concentraciones de molibdeno es que este compuesto es absorbido y concentrado por las plantas. Altas concentraciones de molibdeno rara vez retrasan el crecimiento de la planta, pero pueden causar problemas tóxicos a animales rumiantes que se alimentan de estas plantas. Además el molibdeno puede causar mortalidad de los peces, mortalidad de plancton y acumulaciones en el sedimento de peces y moluscos.

Debido a esta naturaleza tóxica, algunos metales pesados causan un impacto negativo sobre los tratamientos biológicos convencionales, así como sobre los ecosistemas receptores. Es por ello que a menudo resulta conveniente medir y controlar las concentraciones de estas substancias. Las cantidades de estos metales pueden determinarse, a concentraciones muy bajas, empleando métodos instrumentales.

El fotómetro de molibdeno HI97730 combina precisión y facilidad de uso en un diseño ergonómico y portátil. Un usuario puede determinar con precisión la concentración de molibdeno dentro de un intervalo de 0.0 a 40.0 mg / l (ppm) utilizando los reactivos preparados HI93730-0.

Los fotómetros portátiles de Hanna cuentan con un avanzado sistema óptico que garantizan lecturas fotométricas exactas. El HI97730 ofrece muchas características avanzadas incluyendo la exclusiva función CAL Check ™ que utiliza estándares trazables de NIST listos para verificar la validación y calibración del medidor. El exclusivo sistema de bloqueo de la celda asegura que ésta se inserte en el medidor en la misma posición para mantener una longitud de trayectoria constante en las mediciones.

Referencias

HANNA® instruments. Disponible en: https://www.hannainst.com

Origen de la contaminación de las aguas. Disponible en https://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/11CAgu/120ProcC.

LIDE. D.R, Handbook of chemistry and physics, 88th edition, CRC press, Taylor & Francis Group, United States 2008.

Información y estadísticas del molibdeno. Disponible en: https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/molybdenum/index.html

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El cloro sigue siendo el principal desinfectante usado en las piscinas. Es económico y de fácil aplicación, pero una piscina sujeta a las condiciones ambientales como la luz del sol y la intemperie también estará sujeta a una pérdida del cloro aplicado de manera más rápida. En el mercado existen estabilizadores de cloro que permiten conservar el cloro por más tiempo, pero, ¿cuál es la cantidad estrictamente necesaria de los estabilizadores para no aumentar el gasto en los químicos de la piscina? Aquí hay algunos consejos útiles.

El cloro es el principal producto químico usado en las piscinas para desinfección del agua. Éste tiene la función de destruir organismos dañinos como bacterias y algas. Sin embargo el medio ambiente y los rayos ultravioleta del sol pueden causar una fotólisis y hacer que el cloro de la piscina se agote de manera prematura. La pérdida de efectividad en la desinfección y la disminución del potencial de óxido-reducción (ORP) se harán evidentes, al grado de causar enfermedades debido a la falta de cumplimiento de las normas básicas de seguridad e higiene para las instalaciones de carácter recreacional. Las piscinas al aire libre o exteriores se deben proteger de los efectos degradantes de los rayos ultravioleta del sol. El ácido cianúrico se emplea en las piscinas exteriores donde los desinfectantes son los compuestos inorgánicos del cloro como el hipoclorito de calcio, hipoclorito de sodio, hipoclorito de litio y el cloro en su forma original de gas.

Se recomienda que el nivel del ácido cianúrico esté siempre en el intervalo de 30-50 ppm, con un máximo de 100 ppm y un límite mínimo de 10 ppm. El nivel de ácido cianúrico se reduce debido a la dinámica o flujo de agua dentro de las instalaciones auxiliares de la piscina. Puede llegar a reducirse por dilución debido al retrolavado de los filtros, agua de repuesto para la piscina o un exceso de contaminantes. Para cumplimiento de la mayoría de normas locales de piscinas, las que contengan un valor mayor de 100 ppm requieren drenarse hasta aproximadamente un 20% de su volumen y agregar agua nueva de repuesto. Debido a que el ácido cianúrico tiene un pH de 4.0, y si se agrega algún compuesto del cloro, se recomienda también agregar algún compuesto alcalino apropiado para neutralizar este valor del pH. La estabilización que proporciona el ácido cianúrico agregado reducirá la descomposición química del ion cloruro que se encuentra libre y disponible. Esto se lleva a cabo por la formación de cloroisocianuratos que no absorben la luz ultravioleta del sol. El intervalo de concentración del ácido cianúrico para una piscina funcional y segura se encuentra en 25-50 ppm. Dentro de este intervalo se establece un equilibrio entre la concentración del ácido cianúrico y el ion hipoclorito. Si se agregaran cantidades adicionales de ácido cianúrico, se vería reducida la capacidad de desinfección del cloro en la piscina. Para eliminar este tipo de dudas y tener mediciones exactas, HANNA® instruments suministra el fotómetro HI96722 que mide el ácido cianúrico para evitar la descomposición rápida del ácido hipocloroso en piscinas expuestas a los rayos del sol. También ayuda a ahorrar hasta el 80% del consumo de cloro total en piscinas públicas y privadas, especialmente en épocas altas o temporadas vacacionales. Algunos otros usos del ácido cianúrico son compuestos blanqueadores a base de cloro y herbicidas específicos. El HI96722 incluye la función CAL Check que permite la verificación de la eficiencia y calibración del medidor mediante el uso de estándares de color con trazabilidad al NIST. Incluyen buenas prácticas de laboratorio (GLP), apagado automático en caso de que el usuario olvide apagar el equipo, e indicador de la cantidad restante de carga de la batería para prevenir errores en las mediciones por esta causa. Se suministra con dos celdas de medición, batería y manual de instrucciones.

Referencias

Extended experimental investigation: The effect of sunlight on the chlorine levels in pools. Disponible en: https://www.qcaa.qld.edu.au/downloads/senior/snr_chemistry_07_ass_chlorine.pdf

Cyanuric acid in commercial swimming pools and its effects on chlorine’s “staying power” and Oxidation Reduction Potentials. Disponible en: https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.4/8164

Programa piscina limpia y playa limpia, CONAGUA. Disponible en:

https://www.conagua.gob.mx/conagua07/contenido/documentos/piscinas.pdf

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El agua potable se define como aquella que es adecuada para su consumo por el ser humano. El agua potable se encuentra de forma natural en los ríos y lagos, o se le puede dar tratamiento para hacerla segura para su consumo.

El agua potable se define como aquella que es adecuada para su consumo por el ser humano. El agua potable se encuentra de forma natural en los ríos y lagos, o se le puede dar tratamiento para hacerla segura para su consumo. La mayoría de los países tienen leyes bien establecidas para asegurar que las personas tengan acceso a dicha agua; estas leyes están basadas en las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (WHO por sus siglas en inglés) para la calidad del agua. Pero ¿qué pasa cuando uno se aleja de la costa? ¿Qué pasa si se viaja en un crucero, en un barco de carga o está en una plataforma petrolera? Se necesita agua de buena calidad para el consumo humano, para preparación de los alimentos, para los baños y para diversas actividades recreativas. En estas situaciones el agua se trae a bordo antes de la salida del barco, o bien se produce en el mismo lugar de acuerdo con las recomendaciones de la OMS.

Para convertir el agua de mar en agua potable se le debe desalinizar. La desalinización es el proceso de la eliminación de las sales disueltas en el agua por medio de procesos evaporativos o por ósmosis inversa, produciendo agua potable a partir del agua de mar.

Después de la desalinización, el agua se desinfecta con cloro o con luz ultravioleta (UV).

Cuando se usa cloro para la desinfección, se recomienda mantener un nivel de cloro libre de 0.1 mg/L y un pH entre 7.5 y 8.0. Mantener el pH en este intervalo sirve para diferentes propósitos. Los desinfectantes de cloro son dependientes del valor de pH y son más efectivos en el intervalo de pH de 5.5 a 8.0. Un pH de 7.0 a 8.0 es ideal para agua de piscinas y de baños; los valores de pH fuera de este intervalo pueden causar irritación a la piel y a los ojos. Para mantener la integridad de las tuberías de distribución, se prefiere un pH ligeramente alcalino; el agua que tiene un pH menor a 7.0 puede causar corrosión a las tuberías por donde circula el agua.

Aplicación

Una compañía de cruceros contactó a Hanna para medir su agua potable cuando están viajando por el mar. Deseaban asegurar una efectiva desinfección del agua para las instalaciones recreativas y para uso público. El representante de ventas de HANNA® instruments recomendó el fotómetro portátil HI96701C para pH, cloro libre y cloro total. El cliente apreció que el kit del HI96701C incluyera un estuche rígido de transporte, celdas de medición, paño de microfibra y estándares CAL Check™ para cloro libre, cloro total y pH. Los estándares CAL Check™ trazables a NIST se usan para validar que el medidor está funcionando de acuerdo a las especificaciones, proporcionando confianza al usuario de que las mediciones obtenidas son exactas. El cliente apreció que el equipo tuviera una resolución de cloro libre de 0.01 mg/L en el intervalo de 0.00 a 3.5 mg/L, así como una alta exactitud de ±0.03 mg/L ±3% de la lectura. El cliente también apreció que el medidor HI96710 tuviera el método colorimétrico para la medición del pH entre 6.5 y 8.5, abarcando su valor normal de medición de pH 7.5. También valoró la simplicidad de la medición que, a diferencia del sistema de medición con electrodo, no requiere de calibración y mantenimiento entre las mediciones.

Sobre todo el HI96701C proporcionó una solución fácil y segura para la medición y el seguimiento de la calidad de su agua potable.

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