El uso de las rejillas automáticas como protección en una toma de agua principal

Las tomas de agua principales se utilizan para la regulación y desviación general del suministro hídrico a un estanque o grupo de estanques. En muchos casos, se distinguen de las estructuras de conducción de agua, y de las estructuras secundarias de entrada en los estanques, que abastecen y regulan la llegada de agua a los distintos estanques.

El objetivo principal de una toma es garantizar un suministro constante de agua que se pueda ajustar a las condiciones locales.

¿Cómo proteger las estructuras de una toma de agua?

Son varias las maneras de proteger las estructuras de toma frente a la acción de las materias flotantes y de la erosión provocada por el agua. Contra las materias flotantes se pueden utilizar en la mayor parte de los casos rejillas o sistemas de protección, mientras que frente a la erosión del agua se pueden utilizar gaviones, bloques de madera o bambú o refuerzos de piedras.

El uso de rejillas como protección en una toma de agua

El sistema más común consiste en colocar una sencilla rejilla lateral. Pueden situarse también horizontalmente, inclinadas o incluso en la base de la corriente de abastecimiento.

La mayoría de las veces, se utiliza una sola rejilla, que es suficiente para evitar los objetos de mayor tamaño, si hay que eliminar partículas menores, se puede colocar una segunda rejilla de barras más finas y llenos distanciadas, o de malla de acero. La segunda rejilla se puede colocar dentro de la principal o incorporarse a la misma estructura de toma.

En las estructuras sencillas, el área de la sección trasversal es aproximadamente la misma que la de la toma principal, para que el agua corra mejor y para que la rejilla siga funcionando aun cuando esté parcialmente bloqueada, muchas veces se construye de mayores dimensiones que la toma (por ejemplo, utilizando rejillas horizontales o rejillas inclinadas en forma de “V”)

Una rejilla bloqueada puede encauzar el agua hacia los canales de desviación, y de esa manera reducir el volumen de agua que llega al estanque.

Para la limpieza de las rejillas, se deben sacar de sus rendijas y cepillarlas, o elevar la parte articulada cuando se trata de una rejilla horizontal o inclinada, o disponerla de tal manera que la misma corriente de agua la vaya limpiando.

Existen también rejillas automáticas mecanizadas, más especializadas, que consisten en hacer pasar la corriente de agua a través de un enrejado fijo en el cual se detienen los sólidos suspendidos en el agua, para ser posteriormente retirados con la frecuencia necesaria para cada caso y conducirlos a recipientes adecuados para su disposición final.

Proveedores de rejillas automáticas

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Análisis en línea para tratamiento de aguas, objetivo: concientizar a las empresas

Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos inmemoriales, las basuras producidas por la actividad humana.

El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación. Pero esta misma facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que arrojamos los residuos producidos por nuestras actividades. Pesticidas, desechos químicos, metales pesados, residuos radiactivos, etc., se encuentran, en cantidades mayores o menores, al analizar las aguas de los más remotos lugares del mundo. Muchas aguas están contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas para la salud humana y dañinas para la vida.

Primero fueron los ríos, las zonas portuarias de las grandes ciudades y las zonas industriales las que se convirtieron en sucias cloacas, cargadas de productos químicos, espumas y toda clase de contaminantes. Con la industrialización y el desarrollo económico este problema se ha ido trasladando a los países en vías de desarrollo, a la vez que en los países desarrollados se producían importantes mejoras.

Entre los principales factores de contaminación del agua se encuentran:

•  Aguas Residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce la desoxigenación del agua)

•  Agentes patógenos.- Bacterias, virus, protozoarios, parásitos que entran al agua provenientes de desechos orgánicos.

•  Desechos que requieren oxígeno.- Los desechos orgánicos pueden ser descompuestos por bacterias que usan oxígeno para biodegradarlos. Si hay poblaciones grandes de estas bacterias, pueden agotar el oxígeno del agua, matando así las formas de vida acuáticas.

•  Sustancias químicas inorgánicas.- Acidos, compuestos de metales tóxicos (mercurio, plomo), envenenan el agua.

•  Los nutrientes vegetales pueden ocasionar el crecimiento excesivo de plantas acuáticas que después mueren y se descomponen, agotando el oxígeno del agua y de este modo causan la muerte de las especies marinas (zona muerta).

•  Sustancias químicas orgánicas.- Petróleo, plásticos, plaguicidas, detergentes que amenazan la vida.

•  Sedimentos o materia suspendida.- Partículas insolubles de suelo que enturbian el agua, y que son la mayor fuente de contaminación.

•  Sustancias radiactivas que pueden causar defectos congénitos y cáncer.

•  Calor.- Ingresos de agua caliente que disminuyen el contenido de oxígeno y hace a los organismos acuáticos muy vulnerables

Aunado a esto, las principales fuentes de contaminación son denominadas Fuentes Puntuales, debido a que descargan contaminantes en localizaciones específicas a través de tuberías y alcantarillas. Ejemplos de estas fuentes son las fábricas, plantas de tratamiento de aguas, minas, pozos petroleros, entre otros.

El origen, composición y cantidad de los desechos están relacionados con los hábitos de vida vigentes. Cuando un producto de desecho se incorpora al agua, el líquido resultante recibe el nombre de agua residual.

La composición de las aguas residuales se analiza con diversas mediciones físicas, químicas y biológicas. Las mediciones más comunes incluyen la determinación del contenido en sólidos, la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO), carbón orgánico total (COT), nitrógeno total y toxicidad.

La DBO es la cantidad de oxígeno disuelto requerido por los microorganismos para la oxidación aerobia de la materia orgánica biodegradable presente en el agua. Se mide a los cinco días. Su valor da idea de la calidad del agua desde el punto de vista de la materia orgánica presente y permite prever cuanto oxígeno será necesario para la depuración de esas aguas e ir comprobando cual está siendo la eficacia del tratamiento depurador en una planta. El DQO es la cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar los materiales contenidos en el agua con un oxidante químico (normalmente dicromato potásico en medio ácido). Se determina en tres horas y, en la mayoría de los casos, guarda una buena relación con la DBO por lo que es de gran utilidad al no necesitar los cinco días de la DBO. La presencia del nitrógeno total en las aguas en exceso es causa de eutrofización (agua enriquecida de nutrientes). El nitrógeno se presenta en diferentes formas químicas en las aguas naturales y contaminadas.

La contaminación del agua es controlada mediante plantas de tratamiento, aunque ninguna medida de control será efectiva, sino va acompañada de disposiciones destinadas a reducir la cantidad de residuos y a reciclar todo lo que se pueda. Por esto es una necesidad básica para el desarrollo de la vida y hay que mantenerla incolora, insípida e inodora. De lo contrario (si el agua estuviera contaminada y no presentara las características anteriormente mencionadas) provocaría enfermedades como diarrea aguda, lesiones en el hígado y en los riñones, etc., y no solamente a los humanos, sino que también a los animales al ingerirla y a las planta al absorberla

Para detener este desastre, existen diversos equipos de tratamiento y potabilización del agua, los cuales requieren de cierta concientización de la población y una fuerte campaña de educación, para comprender su uso y efecto. Dentro de estos equipos, existen los que miden en línea los parámetros DBO, DQO, COT, nitrógeno y toxicidad al mismo tiempo, teniendo como finalidad el mantener la máxima calidad de agua de manera automatizada, logrando un proceso óptimo y ahorrando en mantenimiento

La aplicación de estos equipos se lleva a cabo en todo tipo de industrias que generen agua residual, por ejemplo: plantas de tratamiento de agua, purificadoras, potabilizadoras, industria alimenticia, química petroquímica, petrolera, plásticos, entre otras.

Dentro de las empresas que distribuyen este tipo de equipos se encuentra Gaarso Ingenieros (antes Analytik Instrumentation & Metrology), quien es una empresa dedicada a la venta de instrumentación analítica para todo lo relacionado al tratamiento de agua, así como a la industria en general.

Además de ofrecer estos equipos, la empresa ofrece asesoría en la instalación, mantenimiento y operación de los equipos.

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Para quienes hemos dedicado nuestra vida profesional al campo de los análisis químicos, ha sido fascinante, y al mismo tiempo sorprendente, el observar la evolución de las últimas décadas en la Química Analítica. El aspecto fascinante de estos cambios ha sido el incremento en complejidad, capacidad y refinamiento de las técnicas y su instrumentación. Lo sorprendente es la velocidad de los cambios, y la abundancia y calidad de resultados obtenibles. Todo este progreso y cambios han transformado nuestra vida profesional y han permitido logros casi milagrosos en muchos campos científicos y en el desarrollo de procesos industriales.

La evolución de las técnicas analíticas ha sido catalizada en gran parte por las demandas sociales por medios de vida mejores, recursos más abundantes, productos libres de riesgos y más accesibles a una mayor proporción de consumidores. Otro aspecto de estas demandas ha sido la preocupación por la preservación del medio ambiente, y los deseos de expectativas de vidas más largas y saludables. Por otro lado es también claro, que la competencia en mercados globales ha sido tal que las empresas químicas se han visto en la necesidad de incrementar sus recursos y capacidades en el campo analítico para mantener su presencia competitiva en los mercados.

Una lista y descripción breve de los cambios evolutivos más notables en el área de análisis químicos en épocas recientes, es la siguiente:

• El desplazamiento de los métodos químicos tradicionales por técnicas instrumentales. Entendemos por métodos tradicionales aquellos donde se emplea una reacción química para obtener los resultados. Una vez que esto se ha establecido, es fácil reconocer que técnicas como son la Volumetría y la Gravimetría, han sido en alto grado eliminadas en los laboratorios modernos. Recuerdo ahora la anécdota de hace varios años cuando un colega de trabajo quería titular una solución y le fue muy difícil localizar una bureta para ello. Las únicas existentes estaban en las vitrinas de la exhibición histórica del laboratorio y otras estaban en posesión de un químico ya jubilado desde la década de los sesentas quien aun las emplea y rehúsa usar otros métodos. Por cierto, esta persona es un caso muy raro de devoción a la química, actualmente tiene 94 años de edad y aun trabaja medio tiempo en el laboratorio.
  
  
• El desarrollo casi "Explosivo" de las Técnicas de Separación como medios de análisis. Hoy día es casi inconcebible el imaginar un laboratorio moderno sin alguna de estas técnicas. Al mismo tiempo es difícil recordar los tiempos cuando eran solamente una curiosidad académica. Este campo, que incluye primordialmente la cromatografía (en un numero muy grande de formas), y la electroforesis, ha resultado ser uno de los más populares y versátiles, y sus aplicaciones se extienden a muchos campos científicos. No es exageración el afirmar que su desarrollo ha sido fascinante y su uso ha permitido realizar estudios y avances casi milagrosos en la industria química. En artículos futuros hablaremos mas de la importancia y uso de estas tecnologías.

• El incremento y disminución en la popularidad y uso de la de las Espectroscopias Ópticas. Los instrumentos modernos de Ultravioleta, Visible, Infrarrojo, Fluorometría, etc., aun son parte integral de todo laboratorio de análisis e investigación. Pero a pesar del grado de avance de estos instrumentos, las técnicas a que pertenecen hoy día se consideran "maduras"y han recibido pocas innovaciones en épocas recientes. Estas tecnologías alcanzaron su cenit en la década de los 50s y 60s y su uso disminuyo mucho con la introducción de las técnicas de separación, transformándose en gran parte como accesorios de las técnicas cromatográficas. En forma similar, las técnicas electroquímicas (Polarografía, Potenciometría, Amperometría, etc.) también han sufrido los mismos cambios y ya no son tan comunes en la actualidad. En forma humorística hay quien afirma que lo único que previene la extinción final de la electroquímica es el hecho de que hay un detector de ese tipo empleado en cromatografía de líquidos.

• El alcance de la madurez en la Espectroscometría de Masas, la Resonancia Magnética Nuclear, la Absorción Atómica y la Espectroscopia basada en plasmas. La certeza en la identificación de compuestos o elementos, y su determinación a niveles muy bajos o en muestras muy complejas, no es posible sin el uso de estas técnicas ya establecidas y ampliamente utilizadas. Una de las pocas limitantes de esta instrumentación es la "barrera del costo" ya que requieren una inversión elevada para su adquisición y un grado de entrenamiento y experiencia considerable para ser empleadas.

• La Introducción de Microprocesadores y Computadoras para el control de instrumentos y procesamiento de datos. Estos dos avances muy notables son quizás los más revolucionarios y más generales de todos. Ambos han permitido incrementar la productividad en términos de resultados generados, y al mismo tiempo refinar el funcionamiento de los instrumentos. Asimismo han requerido mas dedicación del profesional para dominar los cambios que han introducido, no solamente en la forma de operación de los instrumentos, sino también en la filosofía de trabajo en los laboratorios. Hace algún tiempo, cuando asistí a un congreso multinacional de química, me sorprendió escuchar una presentación donde se describía una encuesta en la que se encontró que muchos químicos de generaciones recientes consideran a las computadoras como instrumentos de análisis químico. Este hecho nos habla de la transformación que los avances tecnológicos han introducido en la mentalidad de nuestro trabajo.

• Los Avances en Automatización. Uno de los lemas frecuentes en la industria química es el de "Hacer más con Menos". Esto es algo que ha sido en mucho posible gracias al alto grado de automatización en los instrumentos. Cuando empezaba mi carrera en el campo de la cromatografía, tuve oportunidad de probar algunos instrumentos supuestamente automáticos (auto inyectores, recolectores, etc.) En mi experiencia esos equipos nunca funcionaron apropiadamente. También, y con cierto grado de entretenimiento, fui testigo de demostraciones llevadas a cabo por técnicos de las casas fabricantes de dichos instrumentos, en ninguno de los casos que observé hubo una demostración exitosa. Hoy día en contraste, los equipos son muy confiables y son indispensables en el laboratorio. Para mi y muchos colegas, las épocas heroicas de operaciones tediosas de tipo manual, ya han pasado a la historia.

• El desarrollo y la aceptación de Técnicas Conjuntas. Quizás este desarrollo de técnicas aunadas fue un hecho de "evolución natural" y casi obvia en el desarrollo de las técnicas analíticas. Si a un momento dado se contaba con técnicas de separación excelentes (cromatografía por ejemplo) y con medios de identificación muy confiables (como espectrometría de masas o resonancia magnética nuclear), el paso obvio a las técnicas conjuntas no se hizo esperar. Es indudable que la combinación cromatografía de gases (o líquidos) -espectrometría de masas ha alcanzado un nivel de madurez tal que permite su uso casi rutinario. Hoy día no es raro encontrar esta instrumentación aun en laboratorios de medios económicos modestos dado que el costo se ha reducido a niveles "razonables'. Desgraciadamente otras combinaciones (cromatografía liquida-resonancia magnética, ionización por plasmas-espectrometría de masas, etc.) han evolucionado mas lentamente debido a su complejidad.

Si bien los cambios que hemos observado en las ultimas décadas del siglo XX han sido muy notables y revolucionarios, es claro que no se ven límites en el horizonte que prevengan cambios aun más sorprendentes. ¿Que tipo de sorpresas e innovaciones nos traerá el futuro?, Creo que ello es una interrogante tan amplia que merece una discusión adecuada en artículos futuros.

Este artículo es el primero de una serie de cinco que se presentan en el portal. En esta columna de artículos sobre Química Analítica el Dr. Esquivel discute muchos tópicos y problemas asociados a su especialidad. Si tiene algún comentario, sugerencia o preguntas específicas sobre algún problema, si desea contactar al autor o le interesa que se aborde algún tema en particular, favor de dejarnos sus comentarios o datos haciendo clic aquí.

Información sobre el Autor. - El Dr. J. Benjamín Esquivel H. ha trabajado como investigador durante 21 años en laboratorios industriales de análisis químicos. Así mismo ha ocupado posiciones académicas y con empresas fabricantes de instrumentación. Su especialidad profesional es el campo de las separaciones cromatográficas y la espectroscopia. Es conferencista frecuente en congresos internacionales donde imparte cursos de cromatografía y charlas de sesiones plenarias.