La Prueba de Jarras en una Planta de Tratamiento de Agua Potable.

Las veces que he estado en una Planta de Tratamiento de Agua Potable y he ingresado al Laboratorio de Control de Procesos, he podido apreciar los diferentes tipos de Equipos de Pruebas de Jarras que existen.

Hay de las viejitas, en las cuales se regula las revoluciones por minuto analógicamente y el tiempo se mide con cronómetro; las modernas digitales programables de 4 y 6 posiciones con alarmas, las que se conectan a la batería de un auto para monitoreos en campo, entre muchas otras.

Prueba de Jarras digital, de 4 posiciones, jarras redondas.

 

Prueba de Jarras analógico, de 4 posiciones, jarra cuadrada

Pero, ¿Cual es la verdadera razón de existir de un Equipo de Prueba de Jarras y cómo puedo sacarle el máximo provecho a la que tengo?

 

Las pruebas de Jarras se han creado para 2 fines básicamente:

 

  1. Como herramienta para diseñar una Planta de Agua Potable.
  2. Como SIMULADOR, para determinar en Laboratorio las dosis de insumos químicos que deben aplicarse en una Planta ya existente a fin de lograr cambios favorables en la Calidad del Agua.

 

1)  Detallando el primer caso:   En cientos de casos, Sociólogos, Geólogos, Ingenieros Sanitarios, Químicos, Civiles y de muchas otras disciplinas se han visto en la realidad de tener que plantear, diseñar y construir una Planta de Tratamiento de Agua Potable.

 

Para ello han debido estudiar el caso en particular considerando cuál es el mejor lugar para llevar a cabo el proyecto, cual es la mejor fuente de agua superficial cercana a la zona donde será distribuida ya potabilizada, qué tipo de tratamiento debe llevarse a cabo a fin de obtener agua de buena calidad a precios asequibles, cual es el volumen de agua a producir de acuerdo a la demanda actual y a futuro, qué garantías hay de que la fuente perdure en calidad y volumen durante el tiempo , entre otros factores.

 

Dos puntos muy importantes a plantearse durante dichos estudios previos son:

 

  • Cual debe ser el tiempo de retención del agua en determinada estación de tratamiento: Esto puede resolverse satisfactoriamente empleando un Equipo de Prueba de Jarras, realizando múltiples e indeterminados tests a fin de definir: Cuánto tiempo debe estar retenida el agua en cada estación de tratamiento (Mezcla Rápida, Floculador o Mezcla Lenta y Sedimentador) a fin de que el producto químico a utilizar tenga un excelente rendimiento y mejore la calidad del agua (refiriéndonos al factor de clarificación y disminución de metales u otros elementos no deseados). 

 

  • Cual debe ser la gradiente de velocidad para cada periodo de tiempo de retención: Es decir, definir las revoluciones por minuto (RPM) que deben ser aplicadas para cada estación de tratamiento y que aseguren una reacción completa de los productos químicos antes de pasar a la siguiente etapa.

  

Una vez definidos los tiempos de retención y las gradientes de velocidad ideales para un desempeño óptimo de insumos químicos y obtención de agua potable de buena calidad, se puede diseñar la Planta de Tratamiento.  Puede ocurrir que, a lo largo del año se haya evaluado la calidad del agua de la fuente en las Pruebas de Jarras, y se utilizará más de un insumo químico para clarificación con desempeños diferentes, entonces se debe diseñar la Planta en base al insumo químico cuyo uso predomina a lo largo del año.

 

Uso de Prueba de Jarras para Definir el tipo de insumo químico para tratamiento de Agua.

2) Detallando el segundo caso: Una vez que la Planta de Tratamiento de Agua es una realidad, debes lidiar diariamente con turbiedades variables, u otro tipo de situaciones que te obligan a regular muchas veces al día la dosis de insumos químicos que estás empleando.  Para estos quehaceres diarios, es básico que cuentes con una Prueba de Jarras que será como un SIMULADOR de situaciones que suceden en Planta, y que te ayudará a construir una Tabla de Dosis de Insumos Químicos:

 

En la tabla mostrada, se puede ver un resumen de situaciones evaluadas durante varios días de trabajo.  Cuando se ha tenido una turbiedad dada, el personal de Laboratorio ha tomado una muestra representativa a ingreso de Planta y ha colocado la muestra en las 6 jarras del equipo.  Por ejemplo: 1 muestra de 30 NTU de turbiedad distribuida en 6 jarras.

Seguidamente ha  colocado pequeños vasos delante de las jarras conteniendo soluciones de diferentes concentraciones, por ejemplo: 5, 10, 15, 20, 23 y 25 mg/L de sulfato de aluminio.

Una vez introducidas a la memoria del equipo las condiciones de tratamiento: Tiempo y Gradiente para las Mezcla rápida, floculación y sedimentación, se debe disponer de un medio para dosificar el contenido de los vasitos al mismo tiempo apenas se encienda el equipo (puede ser 3 operarios, que viertan al mismo tiempo los 6 vasitos de insumo químico iniciando la mezcla rápida).

Una vez aplicado el coagulante-floculante se espera a que culmine todo el proceso constituido por 3 tiempos diferentes y delimitados con alarmas para pasar de una situación a otra y finalmente quedando estático simulando la etapa de sedimentación.

Uso de la prueba de Jarras para definir dosis óptima de insumos químicos

Una vez que oíste la última alarma, procedes a mirar tus jarras y darle puntajes a cada uno, utilizando la Tabla del Índice de Floculación de Willcomb:

 

 

Sin perder mucho tiempo procedes también a tomar una muestra del centro de la jarra para medir la turbiedad, cuidando de no remover los sedimentos.

 

Una vez que obtienes los resultados, puedes decidir cual es la dosis óptima de sulfato de aluminio cuando tienes 30 NTU de turbiedad.  En nuestro ejemplo práctico, la ideal ha sido: 15 mg/L de insumo.

 

Este punto del diagrama, puede irse perfeccionando realizando varias pruebas cuando tienes 30 NTU de turbiedad, y sacando un promedio de los resultados.  Puedes probar también con afinar el rango de dosificación a 12,13, 15, 16 y 17 mg/L de sulfato de aluminio si sabes que el resultado está cerca de los 15 mg/L, de esta manera puedes conseguir un resultado más exacto.

 

¿Cuál es la mejor dosis?… Pues la jarra que haya conseguido el Indice de Willcomb mayor y una turbiedad adecuada para pasar a la siguiente etapa: FILTRACIÓN. Se puede hacer ingresar agua con 1 a 2 NTU de turbiedad a los filtros, entonces estos son valores adecuados de turbiedad una vez culminada la prueba de jarras.

 

¿Es mejor utilizar jarras redondas o cuadradas?. En mi opinión, es preferible fijarse en la forma que tienen tus estaciones de tratamiento, si son en su mayoría cuadradas o rectangulares, pues las jarras cuadradas aportarán una simulación más real que las de forma redonda.

 

Es oportuno hacer notar que en el diagrama, se ha considerado la dosificación de sulfato de aluminio solo hasta los 400 NTU.  Probablemente, en esta Planta, a partir de esa turbiedad se debe empezar a combinar insumos químicos y entonces se debe construir una tabla con más variables.  En otro artículo mostraré como pueden construirse tablas y diagramas combinando insumos químicos.

 

Hasta pronto!

 

 

Quím. Silvana Quijandría Casanova

Especialista en Tratamiento y Control de Calidad de Agua

 

R CHEMICAL S.A. (Lima – Perú)

49 pensamientos en “La Prueba de Jarras en una Planta de Tratamiento de Agua Potable.

  1. Excelente su aporte Ingeniera.
    Cualquier comentario o sugerencia le estaré escribiendo.
    Soy Jefe de Control de Calidad de Una Planta Potabilizadora.
    Saludos Cordiales

  2. Sres. Quim Silvana que diferencia y que ventajas tengo yo al utilizar un equipo de jarra digital de 04 posiciones y no una analogica de 04 posiciones cuadrada y viceversa a parte de eso necesito cotizacion de esos equipos agradeceria atte.

    • Estimado Sr. Cieza. El sistema de 4 posiciones digital, cambia las revoluciones y el tiempo de agitación de forma automática. Aquí no hay forma de que se retrase o se adelante el cambio de una etapa a otra. Este sistema es mucho más recomendable, a fin de que puede encender el equipo y hacer otros quehaceres en el laboratorio sin estar pendiente del cambio.

    • Hola! debes indicarme los tiempos de retención en cada estación de tratamiento: MEZCLA RAPIDA, MEZCLA LENTA, SEDIMENTACION y las RPM en cada uno. Saludos

    • No te preocupes, he visto casos en los que se utiliza la dosificación de insumos hasta para 5 NTU de turbiedad. Lo importante es que hagas una tabla (grafica) de dosificación en base a tus pruebas de jarras. Hay un post sobre esto en mi BLOG. Suerte!!

  3. Pingback: Bondades de la Prueba de Jarras Phipps & Bird (USA) | R-chemical.com

  4. Hola Silvana ¿como andas? queria preguntarte. Si como utilizar el sulfato de aluminio como floculante para tratamiento de efluente. Si hay que prepararlo en agua comun o directamente en mi muestra a tratar, si hay que usar cuagulante, si necesito saber si mi muestra es cationica o anionica, que pH es el optimo y en caso de que tenga baja alcalinidad que debo hacer. Muchas gracias disculpe las molestias

    • Hola Exequiel. Disculpa la demora en contestar. El sulfato de aluminio es un excelente coagulante, se aplica más para tratamiento de agua para fines de consumo humano. Los floculantes son los que se aplican más para aguas de efluente como los polímeros catiónicos y aniónicos. Casi siempre actúan en un amplio rango de pH. Lo único que debes aplicarlo muy bien diluido en dosis bajas para empezar. Son bastante efectivos ya que tienen un alto peso molecular. Saludos!

    • Estimada Cindy. Para poder programar tu prueba de jarras, debes saber cuales son los tiempos reales de retención en Planta. Esos datos deben figurar en los documentos operativos de la Planta. Si no tienen dicha información técnica, deben estimar los tiempos de retención de una manera rápida como por ejemplo con TRAZADORES SALINOS. Es una manera practica y económica. Se aplica una solución sobresaturada de NaCl a ingreso de Planta y se mide la conductividad a entrada y salida de cada unidad de tratamiento, a fin de saber en cuantos minutos o segundos llega ese colchón de agua salina a cada estación. Eso te ayuda a tener un dato muy aproximado de tiempos de retención, pero no las gradientes de velocidad.

    • Hola Yuli!. Debes tener en cuenta que la prueba de jarras no se realiza una sola vez, sino muchas para afinar tu curva de dosificación, así como también debes tener en cuenta que debes usar varios insumos químicos para determinar cual es más eficiente. Lee los artículos completos de pruebas de jarras, que son 2. Ahí encontrarás mucha ayuda. Saludos!

  5. Saludos. Excelente su trabajo. Quisiera preguntar si haya diferencia entre un afluente por gravedad y uno de bombeo en una planta de tratamiento de agua potable en la realización de la prueba y los tiempos.

    • Estimada Nancy: Buenos días, y gracias por leer el blog. El sistema puede ser cualquiera, lo que te va a interesar es medir los tiempos y trasladar ese dato a tu prueba de jarras.

    • las algas se combaten muy eficientemente con sulfato de cobre. los mismos productos que estás usando para clarificación pueden bajarle el pH al agua, depende como estés manejando tus dosis. Saludos!

  6. Hola Silvana
    . Muy interesante la información.Mi pregunta es cuanto tengo que dosificar de sulfato de aluminio.en una planta con 10 UTN. en agitadores un caudal de 700 metros cúbicos por hora. y agitando a 4 RPM. nosotros estamos preparando 50 kilogramos de sulfato de aluminio en 1000 litros de agua y ese preparado lo inyectamos en los agitadores a razón de 850 cc. por minuto. pero la turbiedad no disminuye.
    Desde ya muchas gracias por tu ayuda.

    • Hola. La “Prueba de Jarras” es una simulación a pequeña escala de un tratamiento real a gran escala. Mientras más se parezca esa simulación a la realidad, más representativos serán los resultados. Si tus unidades de tratamiento tienen esa forma, es mejor usar las jarras cuadradas.

  7. Buenos días, una consulta,,,, en toda la literatura indican que la prueba de jarras se realiza utilizando una concentración al 1% de sulfato de aluminio,, la duda es porque si la idea de una prueba de jarras es simular el proceso que tiene lugar en la misma planta potabilizadora, por que no se utiliza la concentración de sulfato de aluminio con que se preparan los tanques de solución (ej; 5, 10 o 15 %) para realizar la prueba.

    • Hola Oscar, no ubico el párrafo en el que haya indicado que solo puede ser una solución al 1%. Si tu deseas, puedes trabajar con otras concentraciones pero por regla general y por experiencia te indico que mientras más diluido esté el insumo la reacción es mejor. Gracias por seguirnos!

  8. Estimada Silvana,
    Muy buen tema. Tengo algunas consultas:
    - Cuál es el orden y criterio para determinar el tipo de coagulante y floculante a usar.
    - Si se usa coagulante catiónico, ¿el floculante debe ser aniónico abligadamente?
    - Cómo determino la carga de la muestra a tratar?
    - Cómo se determinan las cargas de los químicos a utilizar (coag/floc)?

    Mucha agradecería tener tus valiosos comentarios.

    Saludos cordiales,

  9. Hola,
    Una consulta al respecto: requiero diseñar el proceso de tratamiento para una planta que lava quinua, se asume que estas aguas tienen saponina….y mi duda era si la floculacion se puede dar sin necesriamente la adicion de un coagulante, es decir usar solo floculante…(debido a que eso me recomendaron), …

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