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4.1: ¡Es una fórmula libra!

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    Es bastante fácil calcular cuántas libras de cloro se necesitan para proporcionar una determinada dosis si estamos usando cloro 100% gaseoso. La mayoría de los operadores de la industria del agua han puesto a la memoria la “Fórmula Libra” multiplicando el flujo o volumen de agua en MG o MGD por 8.34 libras por galón y luego por la dosis en ppm, se calculan las libras de cloro necesarias.

    \[MG \times 8.34\, lbs/gallon \times ppm = lbs \label{eq1}\]

    o

    \[\dfrac{MG}{Day} \times 8.34\, lbs/gallon \times ppm = lbs/day \label{eq2}\]

    Sin embargo, en muchas plantas de tratamiento y en sitios de tratamiento dentro de los sistemas de distribución, el uso de cloro gaseoso está en declive, a menos que la planta sea de tamaño considerable. La reducción en el uso de gas cloro se debe principalmente a preocupaciones de seguridad y otras formas de cloro que son más competitivas en costos. Por ejemplo, los pozos de agua subterránea se desinfectan comúnmente con formas sólidas (hipoclorito de calcio) o líquidas (hipoclorito de sodio) de cloro. Además, otros químicos como el alumbre, el cloruro férrico, el hidróxido de sodio se utilizan en concentraciones variables en las plantas de tratamiento además del cloro. La mayoría de las veces estos químicos no están en la forma pura del 100%.

    Al resolver problemas de dosificación con productos químicos de diferente intensidad las siguientes dos declaraciones son útiles para recordar si necesita multiplicar o dividir por el porcentaje de concentración.

    “Si estás resolviendo por libras divides por el porcentaje de concentración”.

    “Si se dan libras se multiplica por el porcentaje de concentración”.

    Por lo tanto, si estás calculando para la cantidad de libras necesarias divides por el equivalente decimal de la concentración porcentual. Se necesita más del químico ya que no es del 100% y al dividir por un número menor a uno se obtiene un número mayor. Si se conoce la cantidad de libras, entonces multiplicando por el equivalente decimal de la concentración porcentual calcularás cuánto de ese químico está disponible en las libras totales de la sustancia. Al multiplicar por un número menor que uno se obtiene un número menor.

    Una vez que entiendes el concepto detrás del problema, facilita su resolución. Piénsalo de esta manera... se necesita mucho más 10% de cloruro férrico en el proceso de coagulación que digamos cloruro férrico al 75% de concentración. Lo mismo es cierto si estás usando hipoclorito de calcio a diferencia del cloro gaseoso, porque el gas es una fuerza mayor que el hipoclorito de calcio. De igual manera, si tienes 100 libras de hipoclorito de calcio al 65%, no tienes 100 libras de cloro. Sólo 65% o 65 libras de la sustancia es en realidad cloro. A diferencia de 100 libras de cloro gaseoso que es 100 libras de cloro disponible. Cuando se usan productos químicos de diferentes concentraciones, la fórmula de la libra se puede ver así:

    % concentración ___________ MG x 8.34 libras/galón x ppm = lbs

    % concentración ___________ mg/día x 8.34 libras/galón x ppm = lbs/día

    Colocar el equivalente decimal de la concentración porcentual del químico que se está utilizando debajo del lado izquierdo de la ecuación permitirá calcular la cantidad apropiada de sustancia química necesaria. Además, si MG o ppm son las incógnitas, el porcentaje se multiplicaría por el peso del químico en libras. Los ejemplos se proporcionan más adelante en esta sección.

    El último concepto de dosificación química que debemos observar es cuando el químico que se está utilizando está en forma de líquido. Dado que después de todo, la Fórmula Libra mide químicos en “libras”, entonces el químico debe expresarse como libras. En la Sección número 3, aprendimos sobre la gravedad específica y cómo afecta el peso de una sustancia. Deberá usar esa información cuando se le presente una pregunta de fórmula de libra donde el químico utilizado es un líquido.

    Finalmente, se necesita una comprensión general de la dosis de cloro. El concepto es sencillo. El motivo por el que se desinfecta el agua potable es para evitar que organismos patógenos contaminen el abasto causando enfermedades a la población que bebe el agua. La cantidad de desinfectante agregado no siempre es lo que se mide posteriormente por un operador de servicios de agua. Por lo general, la cantidad de desinfectante medida después de que se produce la dosis original es menor que la dosis medida que se conoce como el residuo. ¿Qué pasa con el desinfectante? El cloro que “desaparece” es la demanda de cloro. Es la cantidad de cloro lo que está inactivando a los patógenos. Una vez satisfecha la demanda, el cloro restante se denomina residual. Esta fórmula se proporciona a continuación.

    \[\text{Dosage} = \text{residual} + \text{demand}\]

    Ejemplo\(\PageIndex{1}\)

    ¿Cuántas libras de cloro se necesitan para dosificar 2 MG de agua a una dosis de 3.25 ppm?

    Solución

    Utilizamos la Ecuación\ ref {eq1} para resolver esto.

    \[\begin{align*} MG \times 8.34\, lbs/gallon \times ppm &= lbs \\[4pt] 2\, MG \times 8.34\, lbs/gal \times 3.25 ppm &= 54.21\, lbs \end{align*}\]

    En el ejemplo anterior, es un problema sencillo de dosificación química.

    Ejemplo\(\PageIndex{2}\)

    ¿Cuántas libras de 10% Alum se necesitan para dosificar un flujo de tratamiento de 5 MGD a una dosis de 10 ppm?

    Solución

    Usamos la ecuación\ ref {eq2} para resolver esto

    (5 mg/día x 8.34 libras/galón x 10 ppm) /0.1 = lbs/día

    417/0.1 = 4,170 lbs/día

    Se necesitan 417 lbs de Alum para dosificar de 5 MGD a 10 ppm. Sin embargo, en este problema, el alumbre que se utiliza es sólo una concentración del 10%. Por lo tanto, es necesario dividir por 10% (o 0.1) para calcular la cantidad total de esta forma de Alum que se necesita.

    Ejemplo\(\PageIndex{3}\)

    ¿Cuántos galones de hipoclorito de sodio al 15% de concentración se necesitan para dosificar un pozo que fluye 1,500 gpm a una dosis de 1.75 ppm? (Supongamos que el hipoclorito de sodio tiene una gravedad específica de 1.42)

    Solución

    Primero, el caudal necesita ser convertido a MGD.

    1,500 gpm x 1440 = 2,160,000 GPD o 2.16 MGD

    (2.16 mg/día x 8.34 libras/galón x 1.75 ppm) /0.15 = 210 lbs/día

    Se necesitan 210 lbs de hipoclorito de sodio al 15% para dosificar 1,500 gpm a 1.75 ppm. Ahora las 210 lbs necesitan ser convertidas en galones.

    210 lbs/día x galones/ (8.34 lbs x 1.42) = 17.75 gal/día

    Ejercicios

    Resolver los siguientes problemas de dosificación química. Asegúrese de tener en cuenta las diferencias en las concentraciones de porcentaje químico.

        1. Hipoclorito de sodio = $2.45 por galón
        2. HTH = $1.65 por libra

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