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Que es el agua dura y el agua blanda

Que es el agua dura y el agua blanda

Que es el agua dura y el agua blanda

Hoy en día conocemos la existencia de muchos y distintos tipos de aguas, que suelen estar clasificadas según sus usos y propiedades, la cantidad de minerales que contengan, su origen, etc. Pero una de las clasificaciones más utilizadas es la que distingue las aguas según su dureza.

En química, se conoce como agua dura a aquellas que poseen una dureza superior a 120 mg de CaCO3 por litro, o lo que es lo mismo, que contiene una gran cantidad de minerales, particularmente sales de magnesio y calcio. A esta agua también se las conoce con el nombre de calcáreas.

Este tipo de aguas dificulta la limpieza, debido precisamente a la presencia de sales de calcio, magnesio e incluso de hierro, por lo que el grado de dureza del agua es directamente proporcional a la concentración de las ya mencionadas, sales metálicas.

El agua dura es fácilmente reconocible, ya que no producen espuma en los jabones, formando incluso un residuo gris con el uso del jabón, que en muchas ocasiones puede llegar a alterar los colores de ropas, calderos, grifos, y a la hora de beber, también puede detectarse un cierto sabor desagradable.

El problema de estas aguas radica entre otras cosas, en el mayor gasto de jabón en la limpieza. Su estudio, así como su modo de eliminación, es importante, no solamente para poder lavarnos y limpiar mejor y más económicamente, sino también para evitar incrustaciones y por lo tanto deterioro de aparatos domésticos e industriales, como puedan ser lavadoras, lavavajillas, cafeteras, o cualquier maquinaria que utilice agua para su funcionamiento.

Los jabones también son sales, pero de ácidos grasos, ácidos orgánicos con moléculas de grandes cadenas de átomos de carbono. Un jabón típico es el conocidos como estereato de sodio, que se disuelve para liberar un anión estereato, como indica la siguiente reacción:

NaC18 H35 O2 (s) → Na^+ + C18 H35 O2 ^-

Estos iones estereato C18 H35 O2^-, son los responsables de la fuerza limpiadora del los jabones, pero éstos, pueden ser precipitados por diversos cationes, entre ellos el Ca^2+, Mg^2+ y el Fe^2+, produciendo el conocido jabón insoluble.

Este jabón no sólo es ineficaz, sino que al reaccionar con los cationes, forma una especie de nata en el agua jabonosa.

Muchos manantiales de agua, son duros, generalmente en las regiones donde de existen depósitos de caliza. Por el CO2 de la atmosfera, el agua de lluvia se puede considerar con una disolución diluida de ácido carbónico:

Co2 (g) + H2O → H2CO3

H2CO3 → H^+ + HCO3^-

Dicha disolución, va poco a poco disolviendo la roca caliza:

H^+ + CaCO3(s) → HCO3^- + Ca^2+

Como consecuencia, aumenta el contenido de calcio en el agua, produciendo la llamada agua dura. Este tipo de dureza, se la conoce como, dureza temporal, ya que debido a que el Ca^2+ es indeseable, se puede eliminar del agua fácilmente mediante ebullición de ésta.

El carbonato cálcico CaCO3 (s), va formando un depósito que se agranda lentamente lo que provoca una disminución de la eficacia del calor dentro del agua, cuando ocurre algo así, por ejemplo dentro de una caldera o una plancha, dicho depósito se le conoce con el nombre de incrustación, provocando un sobrecalentamiento localizado en el metal del aparato, produciendo la rotura de éste.

Cuando un anión que se encuentra presente en el agua dura, no se trata de bicarbonato HCO3^-, sino que son sulfatos, nitratos, etc., entonces a dicha dureza no se la conoce como temporal, sino que es llamada, dureza permanente. En este caso los iones de calcio, magnesio o de hierro, no se pueden remover por el efecto del calentamiento o ebullición del agua con en el caso de la dureza temporal.

Para la limpieza con aguas duras, es más recomendable utilizar detergente que jabones, ya que, un detergente tiene una composición química más complicada que un jabón, y poseen además varios componentes añadidos, como los agentes tensioactivos o surfactantes, que son los encargados de eliminar la suciedad; agentes coadyuvantes o builders, que son sustancias que ayudan a los tensioactivos a cumplir su misión, ablandando el agua o evitando la redeposición de la suciedad; y agentes auxiliares o fillers, que aunque no son agentes limpiadores, tienen distintas funciones que completan la limpieza, como son acción blanqueadora, suavizante, perfumante, germicida, etc.

En conclusión, es mejor el uso del detergente frente a las aguas duras, debido a que un jabón está formado por sales sódicas de ácidos orgánicos y al disolverse en agua, éstas se asocian a los iones sodio e iones negativos, que son los que harán de puentes entre las grasas y la suciedad, junto con las moléculas de agua, pero si el agua contiene iones sodio, el jabón no podrá disolverse y por lo tanto, no realizará su función de limpieza.

El jabón forma compuestos insolubles con los cationes de calcio, magnesio y hierro, no pudiendo realizar la limpieza hasta que dichos iones sean eliminados del agua, por lo que hará falta mas y más cantidad de jabón, acartonando la ropa y dando un color amarillento o grisáceo, a parte de la acumulación metálica en las lavadoras u otras maquinarias.

Sin embargo, en los detergentes, los surfactantes forman compuestos que son solubles con los mencionados iones “problemáticos”, solucionando el problema de la limpieza con el agua dura.

El agua dura es muy importante en la preparación del agua potable para embotellado, en cervecerías, o en la fabricación de sodas.

También existe un tipo de agua conocida como “agua pesada”, que no hay que confundir con dura, ya que en éste caso, los átomos de H del agua, han sido sustituidos por átomo de de deuterio, un isótopo pesado del H, formulándose como D2O, en vez de H2O. Existe también un agua semipesada, cuando se sustituyen los átomos de H por el otro isótopo de éste, el tritio, T2O.

El agua blanda:

En contraposición con el agua dura, las aguas blandas, o también conocidas como suaves, son aquellas que poseen mínimas cantidades de sales disueltas en el agua.

Su principal ventaja es que fomenta y potencia la acción de los jabones y detergentes y otros químicos usados en limpieza.

El agua dulce se puede definir como un agua con menos de 0.5 partes por mil de sal en disolución. Suele encontrarse en ríos, lagos, glaciares, y algunas aguas subterráneas.

Se caracteriza por tener una concentración mínima de cloruro sódico, e iones de calcio y magnesio. En todo caso, son aguas de carácter potable.

Si en el agua no se encuentra ningún tipo de sal diluida, entonces se la conoce como “ agua destilada”.

www.hidrolab.mx

Fuente: http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/aguas-duras-y-blandas

Tecnología solar mexicana para descontaminar el agua

Tecnología solar mexicana para descontaminar el agua

Tecnología solar mexicana para descontaminar el agua

Un equipo de científicos del Centro de Investigación en Materiales Avanzados (Cimav) unidad Durango creó un dispositivo que utiliza energía solar que descontamina el agua para librarla de microorganismos patógenos y elementos tóxicos como el arsénico y el flúor.

Estos dos minerales representan una amenaza para la salud pública mundial, ya que diversos países como Argentina, Bangladesh, Chile, China, India, México y Estados Unidos tienen altas concentraciones de ellos en el subsuelo, que después se filtran al agua y la contaminan.

María Teresa Alarcón, investigadora del Cimav, explicó para la Agencia Informativa Conacyt que en las zonas más áridas de México, el agua para consumo humano proviene de pozos con concentraciones muy altas de ambos elementos químicos.

Estos contaminantes naturales del agua se han convertido en venenos silenciosos, ya que no provocan una reacción inmediata en el organismo, sino hasta transcurridos 10 o 20 años, cuando se manifiestan enfermedades crónicas irreversibles como diabetes, cáncer y lesiones cutáneas, agregó la investigadora.

Para afrontar el riesgo potencial que representa el agua contaminada para la población, desde 2003 el Cimav inició el proyecto Desarrollo de tecnología para la remoción de flúor y arsénico en agua de consumo humano, financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

Alarcón detalló que en los primeros años del proyecto trabajaron en el desarrollo de materiales para la captación, concentración y transformación de la energía solar en calor.

Actualmente se trabaja en el desarrollo de tecnología para la descontaminación del agua a través de un proceso denominado desalinización térmica, basado en los fenómenos físicos de evaporación y condensación.

«La desalinización solar térmica consiste en hacer pasar, en contraflujo, aire caliente de tal manera que este arrastre el agua, y como está caliente la evapora, entonces el aire se satura de agua y se forma una nube que la condensa; al condensarse, los contaminantes se quedan abajo del recipiente y el agua que se obtiene ya está descontaminada y desinfectada», explicó la investigadora.

El sistema de desalinización térmica es muy económico si se compara con el proceso tradicional de desalinización que requiere altas temperaturas y que prácticamente lo hace incosteable para muchas poblaciones, agregó Alarcón.

«El sistema tradicional de desalinización no se utiliza porque desde el punto de vista energético es inviable, ahora con el desarrollo de tecnología para captar energía solar, este proceso se vuelve una opción práctica que puede ser altamente competitiva para emplearse en diferentes comunidades», manifestó la integrante nivel II del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

En la próxima etapa de este proyecto, se construirá una planta piloto en Durango para que se pueda analizar la factibilidad económica del equipo.

«En la siguiente etapa tendremos que hacer que nuestro equipo compita con el sistema de ósmosis inversa, que es lo que actualmente más se usa en todo el país para descontaminar el agua, aunque no elimina el arsénico ni el flúor, pero es el que se usa», explicó la investigadora.

Alarcón destacó que si la planta descontaminadora resulta más rentable que una operada con el sistema de ósmosis inversa, en dos o tres años la tecnología desarrollada por el equipo del Cimav podría ser utilizada en todo México o por lo menos en los estados del norte de la República, donde hay mayor concentración de arsénico en el agua.

www.hidrolab.mx

Fuente: http://www.conacytprensa.mx/index.php/tecnologia/energia/437-descontaminador-de-agua

Cómo puede la tecnología salvar el agua del planeta

Cómo puede la tecnología salvar el agua del planeta

Cómo puede la tecnología salvar el agua del planeta

Desde que Arquímedes inventó su tornillo para trasladar el agua cuesta arriba y los romanos construyeron sus acueductos, la humanidad ha intentado manipular el recurso más preciado de la tierra mediante el uso de la tecnología. Muchos han soñado con hacer que los desiertos florezcan.

Ahora, con la población mundial superando los siete mil millones y la demanda de agua en niveles sin precedentes, las nuevas tecnologías están ayudando a hacer un uso más inteligente de este bien esencial para la vida.

De acuerdo con un estudio de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), se proyecta que la demanda mundial de agua aumentará en un 55% entre 2000 y 2050. Para entonces, calcula el Environmental Outlook 2050, más del 40% de la población mundial puede estar en condiciones de escasez.

Dicho de una forma cruda: cuando no hay suficiente agua para todos, el hambre, la guerra y la muerte no andan lejos. Aún así, según el Banco Mundial, perdemos unos 50 mil millones de metros cúbicos de agua al año por fugas y explosiones.

 

Uso de datos

Esto es algo que la organización TaKaDu , con sede en Yehud, Israel, está abordando por medio de un softwarede análisis de datos instalado en la nube.

Procesa los datos proporcionados por los sensores y medidores repartidos por la red de suministro de agua de la compañía y los combina con información, como patrones de consumo de agua para uso doméstico e industrial y el clima. Todo esto para construir una imagen sofisticada de cómo se está comportando la red de agua.

«Convertimos los datos en bruto en conocimiento», dice Moshe Tamir, de TaKaDu.

«Construimos un algoritmo muy inteligente que puede detectar anomalías en el comportamiento de la red, desde una pequeña fuga a una explosión de agua, permitiendo a los servicios de agua planificar y reaccionar mucho más rápido que antes. Y cuando se guarda agua, se ahorra energía».

Tamir dice que un cliente portugués se ahorró más de un millón de dólares en 2012 después de que el softwarede TaKaDu le ayudó a reducir la pérdida de agua por fugas (un índice conocido con las siglas NRW) desde 25,2% a 17,2% en un año.

Incluso una red de agua muy eficiente experimenta un 10% de NRW, dice Tamir. Y las redes ineficientes con muchas fugas o mala supervisión pueden ver este índice elevarse hasta un 50%.

«Nuestros programas de software pueden decir dónde concentrar los esfuerzos, e incluso identificar qué medidores son menos fiables que los demás», dice.

En países como India, las redes de agua -cuando existen- pueden cubrir amplias áreas. Con frecuencia, la recolección de datos se tiene que hacer manualmente.

Pero con medidores nuevos que transmiten datos de forma inalámbrica, impulsados por turbinas dentro de las tuberías de agua, se pueden ahorrar millones de dólares, cree Tamir.

Más ahorro

Según una investigación de Sensus, una consultora del sector, las últimas redes inteligentes de agua podrían ahorrar a la industria US$12.500 millones al año.

«Ha habido un gran aumento en el número de empresas que ofrecen productos basados en las tenologícas destinados a ayudar a las empresas y a los agricultores a utilizar el agua de manera más eficiente», dice Ian Elkins, editor de Global Water Intelligence, un centro de investigación.

«El problema es que la industria del agua es muy conservadora. Hay un montón de innovación en marcha, pero por lo general se tarda unos siete años para que un proyecto llegue a una posición comercialmente sostenible».

Cerca del 70% del suministro de agua dulce del mundo se utiliza para el riego agrícola y la demanda mundial de alimentos está aumentando inexorablemente. Con esto, hay un amplio margen -y necesidad- para la innovación tecnológica.

Netafim , otra empresa israelí, se especializa en la tecnología de riego por goteo y recientemente ganó el Premio de la Industria del Agua en Estocolmo.

Ahora más de 10 millones de hectáreas de tierras de cultivo son de regadío utilizando técnicas de riego por goteo diseñadas para utilizar menos agua con mayor eficiencia. El rendimiento de los cultivos se puede aumentar en un 15% y hasta en un 40%.

Aunque el concepto de riego por goteo ha estado presente desde tiempos de los persas, la tecnología ha avanzado notablemente.

Incluye sistemas de distribución de agua y nutrientes controlados con precisión, el uso de sofisticados sensores de monitoreo inalámbrico y tuberías subterráneas de auto-limpieza que reducen la cantidad de agua de riego perdida por la evaporación y aminoran la contaminación del agua por la escorrentía superficial.

Casi todos los aspectos de la planificación de los cultivos, la siembra, el crecimiento y la cosecha se pueden controlar mediante un softwareque esté conectado con estos sistemas.

Esto ayuda a reducir el uso de agua para la agricultura en un 80% en algunos casos.

Como resultado, el director ejecutivo de Netafim, Igal Aisenberg, espera que la cantidad de tierras de cultivo regadas por goteo se eleve del 5% al 25% en los próximos 10 años.

Y ¿por qué sigue siendo del 5%?

Ari Schweitzer, director de tecnología de Netafim, dice: «El riego por goteo es más caro que otros sistemas -vale alrededor de US$1.000 a US$3.000 por hectárea- y tiene la fama de ser complejo. Y, como sabemos, los agricultores son conservadores. Pero la amortización de la inversión se puede ver tan pronto como un año.

«Nuestra estrategia actual es reducir el coste y la complejidad para que nuestra tecnología pueda estar disponible para todos los agricultores de todo el mundo».

Tiempo tormentoso

Otra de las compañías abriendo camino en el sector del «riego inteligente» es HydroPoint Data Systems, con sede en Petaluma, California.

Su hardwareWeatherTRAK y sus productos de softwareoptimizan los programas de riego teniendo en cuenta el tipo de suelo, el paisaje y las condiciones climáticas, así como el tipo de plantas.

En pocas palabras, si acaba de caer un aguacero, no es necesario gastar dinero regando un campo de golf. Algunos de los clientes comerciales de HydroPoint afirman que con el sistema se reduce el uso de agua en un 60%.

Sin duda, las grandes empresas tienen interés financiero en reducir su consumo de agua.

www.hidrolab.mx Sabemos de agua.

Fuente https://www.terra.com.mx/noticias/tecnologia/como-puede-la-tecnologia-salvar-el-agua-del-planeta,315600b16cb20410VgnCLD2000000dc6eb0aRCRD.html

No quieres tener multas… Sigue este procedimiento para el muestreo de tus descargas de aguas residuales.

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Las concentraciones de contaminantes vertidos al cuerpo receptor se determinarán conforme a lo dispuesto en el artículo 278- B de la LFD.

Entes que pueden llevar a cabo el muestreo y análisis de contaminantes:

El responsable de la descarga realizará el muestreo y análisis de cada una de sus descargas, y los reportes estarán basados en determinaciones analíticas realizadas por un laboratorio que sea

  1. Acreditado por la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA).
  2. Aprobado por la Comisión Nacional del Agua.
Tipos de muestras:
  • Muestra Simple.- La que se tome en día normal de operación durante el tiempo necesario para completar un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento del muestreo.
  • Muestra Compuesta.- La que resulta de mezclar el número de muestras simples. Para conformar, el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma.
Frecuencia del muestreo:
 Horas por día que opera el proceso generador de la descarga

 

Número de muestras simples

 

Intervalo entre toma de muestras simples (horas)

       Mínimo      Máximo
 Menor que 4  Mínimo 2  ­­ ­ ­-                             –
 De 4 a 8  4  1                            2
 Mayor que 8 y hasta 12  4  2                            3
 Mayor que 12 y hasta 18  6  2                            3
Mayor que 18 y hasta 24  6  3                            4
Art. 278-B fracción III LFD       Fuente:CONAGUA     http://www.conagua.gob.mx/