DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN MADERAS.

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Las aguas potables o residuales, en distintas cantidades, contienen material suspendido, sólidos que pueden sedimentar en reposo, ó sólidos dispersados que no sedimentan con facilidad. Una parte considerable de estos sólidos que no sedimentan pueden ser coloides. En los coloides, cada partícula se encuentra estabilizada por una serie de cargas de igual signo sobre su superficie, haciendo que se repelan dos partículas vecinas como se repelen dos polos magnéticos. Puesto que esto impide el choque de las partículas y que formen así masas mayores, llamadas flóculos, las partículas no sedimentan[1].

Una forma de saber si un coloide tiene posibilidades de sedimentar es a través del potencial Z, que es una medida de la magnitud de repulsión o atracción entre las partículas. Éste se mide en mV, y se conoce que para un pH entre 4 y 8 y un potencial Z entre -30 y +30 mV, el coloide está inestable y aumenta las posibilidades de que aglomere con otros[2].

Las operaciones de coagulación y floculación desestabilizan los coloides y consiguen su sedimentación. Esto se logra por lo general con la adición de agentes químicos y aplicando energía de mezclado. En Chile, en la zona norte y centro del país, se utiliza el proceso de coagulación y floculación para disminuir el nivel de arsénico en el agua potable. Según la OMG la concentración de arsénico debería ser menor a 10 µg/L. La planta Salar del Carmen, ubicada en Antofagasta, utiliza éstos procesos, además de una oxidación inicial y una filtración gravitacional para cumplir con las normas[3].

Coagulantes.

Los coagulantes cancelan las cargas eléctricas sobre la superficie del coloide permitiendo la aglomeración y la formación de flóculos. Estos flóculos inicialmente son pequeños, pero se juntan y forman aglomerados mayores capaces de sedimentar. Para favorecer la formación de aglomerados de mayor tamaño se adicionan un grupo de productos denominados floculantes. Cuando se aproximan dos partículas semejantes, sus capas difusas interactúan y generan una fuerza de repulsión, cuyo potencial de repulsión está en función de la distancia que los separa y cae rápidamente con el incremento de iones de carga opuesta al de las partículas.

Una vez que se ha añadido el coagulante y se ha realizado la operación de coagulación se pasa a la formación de flóculos mayores. Puede ocurrir que el flóculo formado por la aglomeración de varios coloides no sea lo suficientemente grande como para asentarse con la rapidez deseada. Por ello es conveniente utilizar productos coadyuvantes de la floculación ó simplemente denominados floculantes[4].

Floculantes.

Un floculante reúne partículas en una red, formando puentes de una superficie a otra y enlazando las partículas individuales en aglomerados. La floculación es estimulada por un mezclado lento que junta poco a poco los flóculos. Un mezclado demasiado intenso los rompe y rara vez se vuelven a formar en su tamaño y fuerza óptimos.

Las dificultades que pueden presentar algunos coloides desestabilizados para formar flóculos pesados que sedimentan bien han dado lugar a la búsqueda de sustancias que ayudan a la formación de estos flóculos[4].

En un trabajo realizado por Liu, se utiliza un proceso de floculación de dos pasos para el tratamiento de arenas petrolíferas. Este proceso inicialmente utiliza un floculante polimérico aniónico para formar flóculos, en este caso poliacrilamida aniónica, posteriormente se agrega quitosano catiónico que neutraliza la carga aniónica y forma flóculos más grandes que sedimentan[5].

Hay distintos compuestos que se utilizan como floculantes. Existen floculantes minerales, como la sílice activada, que se utiliza en el tratamiento de aguas, para la neutralización parcial de la alcalinidad de silicato de sodio. Floculantes orgánicos naturales, que son polímeros extraídos de sustancias animales o vegetales. Floculantes orgánicos de síntesis, se obtienen por polimerización, poseen una elevada masa molecular y son los más utilizados en la industria[6].

Zhou realizó un estudio en donde utilizó electro – flotación asistido por floculación para obtener una microalga (Chlorellasp.). En este trabajo, se estudiaron los factores que afectan a este proceso, tales como la dosis de floculante, pH, velocidad de agitación, tiempo de mezcla, además de el voltaje y la intensidad de la corriente que se utilizaba en los electrodos. Dentro de su conclusión, menciona que para obtener 1kg de biomasa, es necesario 23.7g de quitosano y 0.43 kWh de electricidad. Lo destacado de este estudio es, además, que se utiliza el quitosano como floculante, que es un floculante natural, y no se utiliza de otro tipo, ya que éstos contaminaban el producto[7].

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2. OBJETIVOS.

2.1. Objetivo general.

Evaluar el proceso de floculación de sílica, cuando se varía la concentración de un floculante aniónico, además observar el efecto que produce agregar una sal(NaCl) al proceso.

2.2. Objetivos específicos.

- Identificar y conocer la forma en la que opera los equipos que se utilizan en el proceso de floculación, y los fundamentos teóricos detrás de ello.

- Analizar las muestras mediante un turbidimetro y phmetro.

- Evaluar los datos obtenidos.

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3. MATERIALES Y MÉTODO.

3.1. MATERIALES.

- Sílica en polvo (DONDECAPO).

- Floculante.

- Agua destilada.

- Sal de NaCl para análisis.

- Balanza Analítica BOECO GERMANY BAS 31 PLUS.

- Equipo Test de Jarra VELP SCIENTIFICA JLT6.

- Turbidímetro MARTINI INTRUMENT MI415.

- PH-metro OAKTON pH 150.

- Vasos precipitados, pipetas, propipeta, probeta.

3.2. MÉTODO.

3.2.1. Preparación de las muestras.

Se pesan 2 gramos de sílice para cada muestra que se agregarán a un cierto