Analisis de Agua-Ñahuinpuquio

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CÁTEDRA: TECNOLOGIA DEL CONCRETO

CATEDRÁTICO: ING. RICHARD REYMUNDO GAMARRA

ALUMNOS: CARBAJAL CALDERON, Lido Anthony

PALOMINO QUISPE, Jorge

ARIAS TABRAJ,

FLOREZ DIAZ, Jonathan

PEREZ RIVAS, Yuri

SEMESTRE: VI

HUANCAYO-PERU

-2014-

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

UNIVERSISDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

INTRODUCCIÓN

El agua es el elemento indispensable para la hidratación del cemento y el

desarrollo de sus propiedades, por lo tanto debe cumplir ciertos requisitos para

llevar a cabo su función en la combinación química, sin ocasionar problemas

colaterales si tiene sustancias que pueden dañar el concreto.

El agua en el diseño de mezcla en el concreto tiene funciones principales:

Reaccionar con el cemento para hidratarlo.

Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.

Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los

productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.

Además, el agua tiene:

a. Elevada conductividad térmica

b. Fuerte poder ionizante

c. Elevada constante dieléctrica (aislante)

d. Gran poder disolvente



1. OBJETIVOS

Conocer el procedimiento de muestreo de agua en los diferentes

lugares en donde este se pueda encontrar.

Conocer el método de ensayo de la muestra.

Contrastar con los requisitos de calidad que el agua debe cumplir para

que el agua pueda ser empleada en la preparación de concreto, según

la norma NTP 339.088.

2. MARCO TEORICO

A. REQUISITOS DE CALIDAD

El agua que se va a utilizar en la preparación de concreto debe de cumplir con los

requisitos de calidad contemplados en la Norma NTP 339.088 y ser, de

preferencia, potable.

La norma técnica peruana NTP 339.088 considera aptas para la preparación y

curado del concreto, aquellas aguas cuyas propiedades y contenidos de

sustancias disueltas están comprendidos dentro de los siguientes límites:

a. El contenido máximo de materia orgánica, expresada en oxigeno

consumido, será de de 3mg/l (3 ppm)

b. El contenido de residuo insoluble no será mayor de 5gr/l (5000 ppm)

c. El PH estará comprendido entre 5.5 y 8.

d. El contenido de sulfatos, expresado como SO4,será menor de 0.6 gr/l

(600 ppm)

e. El contenido de cloruros, expresado como ion Cl , será menor de

1gr/l (1000 ppm)

f. El contenido de carbonatos y bicarbonatos alcalinos (alcalinidad total)

expresado en NAHCO3, será menor de 1gr/l (1000 ppm)

g. Si la variación de color es un requisito que se desea controlar, el

contenido máximo de fierro, expresado en ion férrico, será de 1ppm



B. EL AGUA DE MEZCLA

El agua en el diseño de mezcla en el concreto tiene funciones principales:

Reaccionar con el cemento para hidratarlo.

Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.

Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los

productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.

Por lo tanto, la cantidad de agua que interviene en la mezcla de concreto es

normalmente por razones de trabajabilidad, mayor de la necesaria para la

hidratación del cemento.

El problema principal del agua de mezcla reside en las impurezas y la cantidad de

éstas, que ocasionan reacciones químicas que alteran el comportamiento normal

de la pasta de cemento.

Una regla empírica que sirve para estimar si determinada agua sirve o no para

emplearse en la producción de concreto, consiste en establecer su habilidad para

el consumo humano, ya que: “lo que no daña al hombre no daña al concreto”.

Como dato interesante, es una evidencia que en el Perú muy pocas "aguas

potables" cumplen con las limitaciones nominales indicadas, sobre todo en lo que

se refiere al contenido de sulfatos y carbonatos, sin embargo sirven para el

consumo humano y consecuentemente para el concreto, por lo que no debe

cometerse el error de establecer especificaciones para agua que luego no se

pueden satisfacer en la práctica.

No existe un patrón definitivo en cuanto a las limitaciones en composición química

que debe tener el agua de mezcla, ya que incluso aguas no aptas para el consumo

humano sirven para preparar concreto y por otro lado depende mucho del tipo de

cemento y las impurezas de los demás ingredientes.

Los efectos más perniciosos que pueden esperarse de aguas de mezcla con

impurezas son:

Retardo en el endurecimiento.

Reducción de la resistencia.

Manchas en el concreto endurecido.



Eflorescencias.

Contribución a la corrosión del acero.

Cambios volumétricos, etc.

Valores máximosSulfato 600 ppmCloruros 1000 ppmMateria organica 3 ppmParticulas en suspension 5000 ppmAlcalinidad 1000 ppmPH 5.5-8

LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES SEGÚN NTP 339.088

C. EFECTOS DEL AGUA QUE NO CUMPLE LA NORMA

A) Existe evidencia experimental que el empleo de aguas con contenidos

individuales de cloruros, sulfatos y carbonatos sobre las 5,000 ppm ocasiona

reducción de resistencias hasta del orden del 30 % con relación a concretos con

agua pura.

B) Los Carbonatos y bicarbonatos de Sodio y Potasio pueden acelerar o retardar

el fraguado cuando la suma de sales disueltas tiene concentraciones sobre 1000

ppm, por lo que es recomendable en estos casos hacer pruebas de tiempo de

fraguado. Hay evidencias que en estas condiciones pueden incrementarse las

reacciones álcali-sílice en los agregados.

C) Los carbonatos de Calcio y Magnesio no son muy solubles en el agua y en

concentraciones hasta de 400 ppm no tienen efectos perceptibles en el concreto.

D) El Sulfato de Magnesio y el Cloruro de Magnesio en contenidos hasta de

25,000 ppm no han ocasionado efectos negativos en investigaciones llevadas a

cabo en USA, pero sales de Zinc, Cobre y Plomo como las que pueden tener las

aguas contaminadas con relaves mineros, en cantidades superiores a 500 ppm.

tienen efectos muy negativos tanto en el fraguado como en las resistencias.

E) La materia orgánica por encima de las 1,000 ppm reduce resistencia e

incorpora aire.



D. MUESTREO

La toma de muestras de aguas es una faceta importante a considerar previa al

análisis, pues de nada servirá realizar determinaciones analíticas muy precisas si

las muestras que llegan al laboratorio no son representativas para los fines que se

realiza el análisis. Los aspectos principales objeto de atención en la toma de

muestras son:

a. PARÁMETROS DE ESTUDIO

Serán enumerados los parámetros físico-químicos, microbiológicos y toxicológicos

objeto de estudio. Por otra parte, se establecerá cuáles de ellos serán

determinados in situ y cuales en laboratorio, en función de los objetivos del

estudio y las posibilidades técnicas en cada caso.

b. TIPO DE MUESTRAS A RECOGER

Según los objetivos del estudio de los vertidos o cauces naturales y los recursos

con que se cuente se pueden recoger y analizar muestras únicas (sencillas);

formadas por diferentes submuestras tomadas en un mismo punto en diferentes

momentos, (muestras compuestas); muestras tomadas en diferentes puntos en un

mismo momento, (muestras integradas). Estas últimas tienen la ventaja de la

reducción del número de análisis para una misma precisión de estudio pero

cuenta con la desventaja de no registrar picos de contaminación y no ser utilizable

para la determinación de algunos parámetros (microbiológicos y gases disueltos).

c. VOLUMEN DE LA MUESTRA

Es esencial, en esta fase previa, la definición de la cantidad de muestra de aguas

a recoger. Esta debe ser suficiente para llevar a cabo todos los análisis y ensayos

previstos y realización de repeticiones en caso necesario (control de calidad,

contraste frente a disconformidades, etc.).



d. NÚMERO DE MUESTRAS A DETERMINAR

Uno de los aspectos principales de la planificación de los trabajos de campo es la

elección adecuada del mínimo número de muestras a recoger y analizar para que

el muestreo del vertido de aguas residuales resulte estadísticamente

representativo. Diversos parámetros varían con el tiempo, por lo que si no pueden

evaluarse in situ, deben preservarse mediante aditivos. Los aditivos varían según

el compuesto específico a determinar por lo que puede ser necesario tomar varias

muestras.

La temperatura, el pH y los gases deben determinarse inmediatamente en el lugar

de muestreo.

I. MUESTREO EN RÍOS

• Se efectúa 50 m antes del vertido

• En el vertido

• Después del vertido, en la zona de mezcla, 100 m (las aguas no se han

mezclado completamente con el cauce receptor)

• A distancias crecientes del vertido, hasta que la influencia del mismo no se

manifieste

• No en remansos.

II. MUESTREO EN LAGOS

• Lejos de las orillas

• A profundidad variable

• Lejos del fondo para no incluir sedimentos.

III. VOLUMEN MUESTRA

• 2-4 litros

IV. ENVASES

• Vidrio o polietileno

• Lavado con HCl 1N y H2O destilada

• Esterilización en autoclave.



El tiempo transcurrido entre el muestreo y el análisis ha de ser el mínimo posible.

Un método general de conservación es mantener la muestra a 4ºC en la

oscuridad. La tabla recoge, para diversos compuestos, el tiempo máximo que

debe transcurrir entre la toma de muestra y el análisis, así como el método de

conservación.

3. PROCEDIMIENTO DE EXTRACION

A. EXTRACION

La muestra de agua fue tomada al día martes 3 de junio por la tarde se extrajeron

2500 ml de agua, los cuales fueron tomados en la parte central de la laguna de

Ñahuinpuquio a una profundidad de 0.50 m de la superficie, esta fue transportada

en una maleta y almacenada hasta el día siguiente en un lugar donde no pueda ser

alterada.



Ubicación da la laguna de Ñahuinpuquio

PLANO DE LOCALIZACIÓN



4. ENSAYO DE MUESTRAS

A. ENSAYO

El ensayo el día 4 de junio en la mañana en el laboratorio de la Facultad de

Ingeniería Química, los ensayos que se realizaron fueron los siguientes:

Contenido de cloruros.

Alcalinidad

Contenido de sulfatos

Sólidos en suspensión

PH

Contenido de materia organica.

a. CONTENIDO DE CLORUROS

Muestra de 50 ml

PROCEDIMIENTO

Añadimos 3 gotas de cromato de potasio

La solución se torna amarilla

Titulamos con nitrato de plata (N=0.014) hasta el color pardo rojizo y anotamos el gasto

GASTO: 0.6 ml

Cl=GxNx35.5 x1000

V m Cl=5.964 ppm



b. ALCALINIDAD

Muestra de 50 ml

PROCEDIMIENTO

Añadimos 3 gotas de anaranjado de metilo

La solución se torna amarilla

Titulamos con ácido sulfúrico (N=0.02) hasta el color anaranjado salmón y anotamos el gasto

GASTO: 10.1 ml

Alc=GxNx50 x1000V m

Alc=202 ppm

c. SULFATOS

Muestra de 100 ml

PROCEDIMIENTO (METODO ESPECTROFOTOMETRICO)

Agregamos 0.2 g de cloruro de barrio y agitar por 1mín, hacer reposar 2 minutos y leemos la absorbancia en el espectrofotómetro a 420 nm de longitud de onda.(factor de sulfatos:95).

ABS: 0.034

SO 4=ABSx (FACTORDESULFATOS )

SO4=3.23 ppm

d. SOLIDOS SUSPENDIDOS

Muestra de 100 ml

PROCEDIMIENTO (MÉTODO GRAVIMÉTRICO)

Agitar la muestra, pesar el papel filtro, filtrar, hacer secar el papel filtro y secar Wpf= ; Wpfs=



SST=(Wpfm−Wpf ) x 106

V m

SST=59 ppm

e. POTENCIAL DE HICROGENO (PH)

Muestra de 150 ml

PROCEDIMIENTO

Introducir el electrodo hasta que se estabilice y leer

PH=7.78

f. MATERIA ORGANICA

Muestra de 100 ml

PROCEDIMIENTO

Añadimos 5 ml de ácido sulfúrico en relación 1/3 con el agua

Añadimos 10 ml de permanganato de potasio (N=0.0125) hasta el color grosella

Sometemos a baño maría a 80°C (calentamiento indirecto)

Añadimos 10 ml de oxalato de sodio

La solución incolora se titula hasta el color rosa pálido y anotamos el gasto

GASTO: 2.3 ml

Mo=GxNx8 x 1000V m

Mo=2.3 ppm



5. RESULTADOS

Los resultados obtenidos del análisis se muestran en la siguiente tabla:

Valores máximos Valores obtenidosSulfato 600 ppm 3.23 ppmCloruros 1000 ppm 5.9 ppmMateria organica 3 ppm 2.3 ppmParticulas en suspension 5000 ppm 59 ppmAlcalinidad 1000 ppm 202 ppmPH 5.5-8 7.78

TABLA DE RESULTADOS

En esta tabla se puede observar que los valores obtenidos para PH y materia

orgánica son los que más se acercan a su límite máximo permisible y sus valores

son respectivamente 7.78 y 2.3ppm.

Este alto contenido de materia orgánica era de esperarse ya que el agua fue

extraída de una laguna la cual contiene una gran variedad de vegetación.



6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

A. CONCLUSIONES

Que el agua de la laguna de Ñahuinpuquio es apta para su uso en la

preparación de mezclas de concreto.

Que los valores más críticos en relación a su máximo permisible son, el

contenido de materia orgánica y el PH (MO: 2.3 ppm y PH: 7.78)

B. RECOMENDACIONES

Si en algún caso se requiere bajar el contenido de cloruros, sulfatos,

materia orgánica y el de sólidos en suspensión se puede optar por un

tratamiento con cal, sulfato de aluminio, filtración o coagulación-

floculación.

En caso de que se opte por una de estas alternativas deberá de

evaluarse cuál es el costo de tratamiento ya estos necesitaran de una

pequeña planta equipada con contenedores o un circuito ya que estos

tratamientos lo que hacen es sedimentar sales y partículas suspendidas

en el agua.



7. ANEXOS

1. Equipo de titulación 2. Recipientes para muestreo

3. Balanza de precisión 4. Matraces



5. Potenciómetro 6. Espectrofotómetro

7. procedimiento 8. procedimiento



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