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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS LABORATORIO DE INGENIERIA AMBIENTAL

PRACTICAS PROY-NMX-AA-003-SCFI-2006, NMX-AA-006-SCFI-2010 (MATERIA FLOTANTE).

ALUMNOS: Barradas Varela Jose Luis

GRUPO: 4IM93

PROFESOR: Jocelyn Miranda Sánchez

Introducción La materia flotante procedente de descargas es inmediatamente desagradable a la vista e indica contaminación de las aguas. Además, se presta para concentrar microorganismos patógenos y contaminantes en ella. Para fines de norma, las aguas residuales se evalúan con una malla de 0,3 mm de abertura y se declara presente si se encuentra cualquier partícula retenida, por insignificante que parezca. Esta norma mexicana de descarga de aguas establece que la materia flotante deberá estar ausente, por lo que se requieren mecanismos para garantizar que no vaya en el efluente Se toman muestras para hacer el análisis de la calidad del agua, con el objetivo que se tenga conocimiento del funcionamiento y la eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. Tomar una muestra no es tan fácil como parece. Además, puede tener sus implicancias en las actividades posteriores que son la preparación y los análisis. Los efectos de los errores durante el muestreo puede ser más grave que los errores cometidos durante los análisis de las muestras o en la preparación de las mismas. Para evitar errores es fundamental que las personas que tomen muestras tengan conocimiento sobre el proceso del muestreo. Existen cuatro principios importantes en la toma de muestras, los cuales ayudarán a conseguir una muestra con las cualidades necesarias. 1. 2. 3. 4.

Lugar: Elegir un lugar adecuado para tomar a muestra Tiempo: Considerar el tiempo adecuado para tomar la muestra Frecuencia: Tomar las muestras en la frecuencia adecuada Técnica: Usar una técnica del muestreo adecuada

El resultado de una medición de pH viene determinado por una consideración entre el número de protones (iones H+) y el número de iones hidroxilo (OH-). Cuando el número de protones iguala al número de iones hidroxilo, el agua es neutra. Tendrá entonces un pH alrededor de 7. El pH es un factor logarítmico; cuando una solución se vuelve diez veces más ácida, el pH disminuirá en una unidad. Cuando una solución se vuelve cien veces más ácida, el pH disminuirá en dos unidades. El término común para referirse al pH es la alcalinidad. Cuanto más se aleje el pH por encima o por debajo de 7, más básica o ácida será la solución. El pH del agua puede variar entre 0 y 14. Cuando el pH de una sustancia es mayor de 7, es una sustancia básica. Cuando el pH de una sustancia está por debajo de 7, es una sustancia ácida.

Objetivos: ●

●

PROY-NMX-AA-003-SCFI-2000: El alumno aprenderá los procedimientos a realizar para el muestre de aguas residuales, municipales e industriales. Para determinar las caracterisiticas físicas y químicas. NMX-AA-006-SCFI-2010: El alumno aprenderá el método para medir la materia flotante en aguas residenciales y residuales tratadas. Realizar analisis en campo Tomar una muestra minima de 3L directamente de la descarga

Cuidar que la materia quede retenida en la malla

• NO PRESERVAR LA MUESTRA

Arrastrar con agitador o espatula hacia la malla todo el material flotante que quede adherido al recipiente

Verter la muestra a traves de una malla metalica de 2.8 a 3.3 mm

Realizar examen visual a la malla

Casos • Ausencia: a simple vista no encontramos nada • Presencia: a simple vista observamos materia retenida

Desarrollar un plan de muestreo con base a una visita previa

Se determino el Ph de la muestra con papel pH universal

Determinacion de temperatura

Verificar que los recipientes de muestreo se encuentren perfectamente limpios

En la determinacion del caudal usamos el metodo de tiempo y distancia

Evaluacion del tipo de conducto por el cual el caudal circula

Elaborar un listado de equipo, material, reactivos y estandares que se usaran en el proceso

Realizamos una toma manual, de extraccion directa con un envase sujetado por una soga

Realizacion de calculos para correcciones

CROQUIS DE LOCALIZACIÓN DEL SITIO DE MUESTREO

RAZON SOCIAL:

Desarrollo Ambiental Integral S.A de C. V

FECHA:

DOMICILIO:

Unidad Profesional Adolfo López Mateos, 07230 Ciudad de México

O. T. :

GIRO GENERADOR:

19/AGO/2019

BITACORA No.

IDENTIFICACIÓN DE LA DESCARGA:

DIAMETRO DEL TUBO:

0.56 m.

LONGITUD DEL TUBO:

17.9 m.

.

TIEMPO / VOLUMEN OTRO METODO:

SECCION VELOCIDAD

SECCION PENDIENTE

NORTE

OBSERVACIONES:

RESPONSABLE DEL LLENADO

JEFE DE MUESTREO

NOMBRE Y FIRMA

NOMBRE Y FIRMA

.

HOJA DE CAMPO PARA AGUAS RESIDUALES

RAZON SOCIAL:

Desarrollo Ambiental Integral S.A de C. V

FECHA:

DOMICILIO:

Unidad Profesional Adolfo López Mateos, 07230 Ciudad de México

O. T. :

19/08/2019

BITACORA No.

GIRO GENERADOR: IDENTIFICACIÓN DE LA DESCARGA:

HORA DE MUESTREO

1 14:25

TEMPERATURA

pH

ºC

Unidades

22

COND. ELECT.

S

8

mS

MATERI A FLOTAN TE

2133

P

LECTURA TEORICA

LECTURA REAL

GASTO

l/s

41.7

2 3 4 5 6 7 8

DATOS DE CALIBRACIÓN

PARAMETRO

pH 1 pH 2 C. Eléc C. Eléc

SOLUCIÓN REQUERIDA

VALOR DE REFERENCIA

FECHA CADUC.

MARCA

LOTE

FECHA TRASVASE

TEMPERATURA SOLUCIÓN ºC

EQUIPO REQUERIDO:

CODIGO DE ASIGNACIÓN:

DESCRIPCION DETALLADA DEL SITIO DE MUESTREO, DE TAL FORMA QUE OTRA PERSONA PUEDA REALIZAR EL MONITOREO EN EL MISMO SITIO: El sitio de muestreo se encuentra dentro de la UPALM detrás del edificio z4 _____________________________ _______________________________________________________________________________ __ _______________________________________________________________________________ __

ANOTAR CUALITATIVAMENTE EL OLOR Y COLOR DE LA MUESTRA, ASÍ COMO CUALQUIER MODIFICACIÓN O DESVIACIÓN EN EL PROCEDIMIENTO DE MUESTREO, Y EL METODO PARA LA DETERMINACIÓN DE FLUJO: La muestra presenta un olor fétido y un color ligeramente amarillento_________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ____

DESCRIBIR DE MANERA GENERAL LAS ACTIVIDADES DE LA EMPRESA O DEL PROCESO GENERADOR: ____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ____

RESPONSABLE DEL MUESTREO

SUPERVISOR DE MUESTREO

NOMBRE Y FIRMA

NOMBRE Y FIRMA

HOJA DE CAMPO MEDICIÓN DE FLUJO - SECCIÓN PENDIENTE Y SECCION VELOCIDAD

RAZON SOCIAL:

Desarrollo Ambiental Integral S.A de C. V

FECHA:

DOMICILIO:

Unidad Profesional Adolfo López Mateos, 07230 Ciudad de México

O. T. :

19/08/2019

BITACORA No.

GIRO GENERADOR: IDENTIFICACIÓN DE LA DESCARGA:

TIPO DE DESCARGA

INTERMITENTE

CONTINUA

DISCONTINUA

X

OTRO

SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CONDUCTO

CIRCULAR

OTRO

RECTANGULAR

TRIANGULAR

TRAPEIZOIDAL

X

MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN Y DIMENSIONES

REGISTRO DE DATOS ADICIONALES

DIAMETRO, D ( m)

0.56

TIRANTE, d (m)

0.057

DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD CON ECUACION DE MANNING ),

S=h/L

V = (1/n) (R2/3 S1/2

1/ n A/D2

d/D

A (m2)

R/D

R

2/3

S

VELOCIDAD (m / s)

½

R (m) 0.10

0.0585

0.03276

0.0676

0.0375

66.66

0.1145

0.1029

0.7853

V = VELOCIDAD HIDRAULICO

n = COEFICIENTE DE RUGOSIDAD R = RADIO HIDRÁULICO

A = AREA

L = DISTANCIA ENTRE PUNTO DE REF. Y PUNTO DE MUESTREO

GASTO

(m3/S)

l/s

0.0417

41.7

S = GRADIENTE

h = PENDIENTE

REGISTRO DE DATOS PARA SECCION VELOCIDAD VELOCIDAD (m/S) No.evento

Tiempo (s)

d/D

A/D2

GASTO

Á (m2)

0.03276

(m3/S)

l/s

0.1376

0.004507

4.507

1

130

2

113

0.1384

0.004533

4.533

3

110

0.1627

0.005330

5.33

CALCULOS Determinación de la velocidad con la ecuación de Manning 2

1

1

ℎ

𝑉 = (𝑛) (𝑅 3 𝑆 2 )

𝑆=𝐿

Donde V= velocidad n= coeficiente de rugosidad R= radio hidráulico S= gradiente hidráulico h=pendiente L=distancia entre punto de referencia y punto de muestreo

Diametro D (m) = 0.56 𝑑 𝐷

=

0.057 0.56

Tirante d (m) = 0.057

= 𝟎. 𝟏𝟎

De las tablas de hidráulica obtenemos 𝐴 𝐷2

𝑅 𝐷

= 𝟎. 𝟎𝟓𝟖𝟓

= 𝟎. 𝟎𝟔𝟕𝟎

ℎ

Despejando A

Despejando R

0.18

𝑆 = 𝐿 = 17.9 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟎𝟔

1 𝑛

=

1 0.015

= 𝟔𝟔. 𝟔𝟔

𝑅 2/3 = (0.0375)1/2 = 𝟎. 𝟏𝟏𝟒𝟓

𝑆 1/2 = (0.0106)1/2 = 𝟎. 𝟏𝟎𝟐𝟗

𝐴 = 0.0585 ∗ (𝐷)2 = 0.0585 ∗ (0.56) = 𝟎. 𝟎𝟑𝟐𝟕𝟔 𝒎𝟐

𝑅 = 0.0670 ∗ 𝐷 = 0.0670 ∗ (0.56) = 𝟎. 𝟎𝟑𝟕𝟓 𝒎𝟐

Sustituyendo en la ecuación de Manning 1

𝑉 = (𝑛) (𝑅 2/3 𝑆1/2 ) 𝑉 = (66.66) ∗ (0.1145 ∗ 0.1029) = 𝟎. 𝟕𝟖𝟓𝟑

𝒎 𝒔

Calculo del Caudal 𝑚 𝑠

𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴 = (0.7853 ) ∗ (0.03276 𝑚2 ) = 𝟎. 𝟎𝟒𝟏𝟕

Convirtiendo a litros 𝑄 = 0.0417

𝑚3 𝑠

∗|

1000 𝐿 | 1𝑚3

𝑳

= 𝟒𝟏. 𝟕 𝒔

Cálculos para el método de sección velocidad 𝑉=

𝑑 𝑡

Donde

V = velocidad en m/s d = distancia en m t = tiempo em s

𝑉1 =

17.9 𝑚 130 𝑠

= 0.1376

𝑚 𝑠

𝑉2 =

17.9 𝑚 113 𝑠

= 0.1384

𝑚 𝑠

𝑉3 =

17.9 𝑚 110 𝑠

= 0.1627

𝑚 𝑠

𝒎𝟑 𝒔

Cálculo del caudal 𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴 Donde Q = caudal en L/s V = velocidad en m/s A = área en m2

𝑚

𝒎𝟑 1000 𝐿 | 1 𝑚3 | 𝒔

= 𝟒. 𝟓𝟎𝟕

𝑳 𝟐

𝑚

𝒎𝟑 1000 𝐿 | 1𝑚3 | 𝒔

= 𝟒. 𝟓𝟑𝟑

𝑳 𝒔

𝑚

𝒎𝟑 1000 𝐿 | 1𝑚3 | 𝒔

= 𝟓. 𝟑𝟑

𝑄1 = 𝑉1 ∗ 𝐴 = (0.1376 𝑠 ) ∗ (0.03276𝑚2 ) = 𝟎. 𝟎𝟎𝟒𝟓𝟎𝟕

𝑄2 = 𝑉2 ∗ 𝐴 = (0.1384 𝑠 ) ∗ (0.03276𝑚2 ) = 𝟎. 𝟎𝟎𝟒𝟓𝟑𝟑

𝑄3 = 𝑉3 ∗ 𝐴 = (0.1627 𝑠 ) ∗ (0.03276𝑚2 ) = 𝟎. 𝟎𝟎𝟓𝟑𝟑𝟎

𝑳 𝒔

EVIDENCIAS FOTOGRAFICAS

Foto 1. Toma de muestra de aguas residuales en una cubeta Foto 2.Separación de residuos mediante una rejilla

Foto 3. Determinación de pH mediante papel tornasol

Foto 4. Determinación de pH mediante un medidor OTO

Foto 5. Determinación de pH mediante un potenciómetro

OBSERVACIONES Es muy importante hacer la elección del sitio, así como la frecuencia del muestreo ya que fue de gran importancia para obtener datos efectivos y buenos resultados. De acuerdo con un plan de muestreo se estableció la información relevante para llevar acabo los parámetros a determinar, para esto se elaboraron equipos para realizar determinada actividad, es adecuado realizar un listado de equipo, material y reactivos que se usaran en el proceso con el fin de no incurrir en olvidos o errores que puedan afectar el desarrollo del muestreo. La técnica a utilizar para la toma de la muestra fue de forma manual ya que se utilizó un envase (cubeta) sostenido por una soga y se transvaso al envase correspondiente, para este sitio se verifico que el agua presente una mezcla uniforme, la toma se realizó introduciendo la cubeta completamente y a contracorriente del flujo. En la determinación de la temperatura se midió la temperatura por medio de un termómetro en el cual fue introducido en un recipiente (cubeta) en donde contenía la muestra se mantuvo por unos minutos y se leyó el valor, para esta medición algo que se debe tomar en cuenta es que por cada muestra se debe realizar tres lecturas y en los casos en que el fluido no se encuentre bien mezclado, debe usarse un dispositivo que produzca turbulencia aguas arriba del punto de medición. En la determinación del pH se llevó de manera cualitativamente con tiras de PH esto debido a la rapidez que se tienes ya que para una mejor medición y exactitud debe utilizar potenciómetro y posteriormente realizar tres lecturas independientes. Para la determinación de materia flotante es una prueba cualitativa ya que se observa la materia flotante de la muestra de agua residual, en la que se filtró por una malla, posteriormente se reportó como presencia de materia flotante la cual fue esparcida anteriormente con un agitador.

CONCLUSIONES

La muestra de agua residual analizada tiene un pH de 8 lo cual significa que se encuentra dentro del rango de acuerdo con la NOM-002-SEMARNAT-1996 que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, en su apartado 4.3 establece que una descarga de agua residual debe de encontrarse dentro de un rango de ph de 10-5.5. La temperatura de nuestra muestra fue leída in situ fue de 21 °C, de acuerdo con la NOM 002-SEMARNAT-1996 que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, en su apartado 4.4 establece un límite de 40°c De todos estos dos valores concluimos que está descarga no altera el equilibrio ecológico en su destino final.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1.-(PROY-NMX-AA-003-SCFI-2006 ) 2.- (NMX-AA-006-SCFI-2010)