En las plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) y en las plantas de tratamiento de aguas residuales o efluentes (PTAR), el pH del agua cruda o del efluente rara vez llega dentro del rango que exige el proceso siguiente o el límite de descarga. Aguas de captación con dureza elevada, efluentes industriales alcalinos o etapas previas de tratamiento que elevan el pH por encima de lo deseado son situaciones comunes que exigen una corrección antes de la siguiente operación, ya sea la coagulación, la floculación o simplemente la descarga final.
El ácido sulfúrico (H2SO4) es uno de los insumos más utilizados para esta corrección precisamente por ser un ácido mineral fuerte y diprótico: cada molécula libera dos iones H+, lo que le confiere un alto poder de acidificación por volumen aplicado en comparación con los ácidos monopróticos en la misma concentración. Esta característica reduce el volumen de producto necesario para lograr la caída de pH deseada, pero también exige especial atención a la forma en que el producto se diluye, se dosifica y se aplica.
Por qué usar ácido sulfúrico en la corrección de pH
En los procesos de tratamiento de agua y efluentes, la corrección de pH aparece en al menos dos momentos típicos: antes de la coagulación química, cuando el pH del agua cruda debe estar en el rango óptimo para que actúe el coagulante, y antes de la descarga final, cuando el efluente tratado debe cumplir el límite de pH establecido para su vertido.
El Ácido Sulfúrico 98% es el grado industrial más común para esta finalidad. Se trata de un líquido viscoso, denso y oleoso, de incoloro a ligeramente amarillento, con una densidad cercana a 1,84 g/mL. Al ser altamente concentrado, la cantidad de producto necesaria por metro cúbico de agua o efluente tratado tiende a ser menor que la de los ácidos comercializados en concentraciones más bajas, lo que influye directamente en la logística de inventario y en la frecuencia de reposición.
Un punto que siempre debe estar presente en la planificación: la disolución del ácido sulfúrico concentrado en agua es fuertemente exotérmica. La reacción libera calor de forma intensa y, si se realiza de manera inadecuada, puede generar salpicaduras, ebullición local y sobrecalentamiento en el punto de mezcla. Este comportamiento térmico es la razón directa detrás de las prácticas de dilución y dosificación que se describen a continuación.
Buenas prácticas de dosificación
Dilución previa antes de la aplicación
Aplicar ácido sulfúrico 98% directamente, sin dilución previa, en el punto de corrección de pH es una práctica que aumenta el riesgo operativo y dificulta el control fino de la dosis. Como el producto está muy concentrado, pequeñas variaciones en el caudal de dosificación del ácido puro provocan grandes oscilaciones de pH en el punto de aplicación. El control del proceso se vuelve inestable.
La dilución previa en agua, realizada en un tanque de preparación propio con agitación y sistema de enfriamiento cuando sea necesario, permite trabajar con una solución más predecible y con una respuesta de pH más gradual. Esta dilución siempre debe seguir la regla de seguridad universal: agregar el ácido lentamente al agua, nunca el agua al ácido. Agregar agua a un volumen de ácido concentrado puede causar proyección de ácido y una liberación brusca de calor en la superficie de contacto, con riesgo directo para el operador.
Punto de aplicación y mezcla
El punto de dosificación debe garantizar una dispersión rápida y homogénea del ácido en el volumen de agua o efluente, para evitar zonas de pH bajo localizado que pueden dañar tuberías, válvulas o el propio tanque de mezcla. Los puntos de aplicación en zonas de turbulencia natural del flujo, como justo después de una canaleta Parshall o en un tramo con inyector difusor, suelen favorecer esta dispersión frente a una simple descarga por gravedad sobre una superficie en calma.
También es importante considerar la respuesta del sistema de control de pH. Cuando hay sonda de pH y lazo automático de dosificación, el tiempo de respuesta entre la aplicación del ácido y la lectura del sensor debe ser compatible con el tiempo de mezcla del proceso; de lo contrario, existe riesgo de sobredosificación por retraso en la lectura.
Por qué la prueba de jarras y la titulación van antes de la dosificación a escala real
Ninguna dosis de ácido sulfúrico para corrección de pH debe definirse solo con base en referencias de mercado o en valores aplicados en otra planta. Cada agua cruda y cada efluente tienen una capacidad amortiguadora (alcalinidad) diferente, y es justamente esa alcalinidad la que determina cuánto ácido se necesita para llevar el pH de un punto a otro.
La prueba de jarras (jar test), reproducida a escala de laboratorio, y la curva de titulación ácido-base del agua o el efluente en cuestión son las herramientas que permiten al responsable técnico determinar la dosis real necesaria antes de cualquier aplicación a escala de planta. Los rangos de dosificación publicados como referencia de mercado sirven solo como punto de partida para la prueba, nunca como valor final de operación. Boreto & Cardoso actúa como distribuidora de insumos químicos, no como formuladora de procesos, y por eso la definición de la dosis final siempre es responsabilidad técnica del cliente y de su laboratorio o responsable de proceso.
Cuidados operativos
El almacenamiento del ácido sulfúrico exige tanques y tuberías compatibles con el producto, por lo general de materiales resistentes a la corrosión ácida, con un dique de contención dimensionado para el volumen almacenado. La alta higroscopicidad del producto (su tendencia a absorber la humedad del aire) refuerza la necesidad de mantener los depósitos bien sellados, lo que reduce tanto la dilución indeseada como la liberación de calor asociada a la absorción de agua atmosférica.
El equipo de protección personal (guantes, gafas de protección química, delantal y protección respiratoria cuando corresponda) es obligatorio en cualquier etapa de manipulación, dilución o dosificación. Las duchas de emergencia y los lavaojos deben estar accesibles cerca del punto de manipulación del producto.
¿Cuál es la diferencia entre la corrección de pH antes de la coagulación y antes de la descarga final?
La corrección de pH antes de la coagulación ajusta el agua cruda al rango óptimo de acción del coagulante químico, lo que optimiza la formación de flóculos. En cambio, la corrección antes de la descarga ajusta el efluente ya tratado para cumplir el límite de pH exigido para su vertido, generalmente cercano a la neutralidad. Los puntos de dosificación, los volúmenes involucrados e incluso la dosis necesaria pueden ser muy distintos entre estas dos etapas, aun dentro de la misma planta.
¿Es seguro dosificar ácido sulfúrico 98% sin dilución previa?
Técnicamente es posible en sistemas dimensionados para ello, pero no es la práctica recomendada en la mayoría de las PTAP y PTAR. La dilución previa mejora el control fino del pH, reduce el riesgo de choque térmico y de proyección de ácido en el punto de aplicación, y facilita la respuesta del sistema de control automático. Cuando se dosifica directamente el producto concentrado, el sistema debe contar con válvulas, bombas y puntos de mezcla diseñados específicamente para esa condición.
¿Cómo saber la dosis correcta de ácido sulfúrico para mi agua o efluente?
No existe un valor único válido para todas las aguas o efluentes: la dosis depende directamente de la alcalinidad y del pH inicial del agua o efluente en cuestión. La forma correcta de determinar ese valor es mediante la prueba de jarras en laboratorio, construyendo la curva de titulación real de la muestra antes de aplicar cualquier volumen a escala de planta. Los rangos de referencia de mercado solo deben usarse como punto de partida para la prueba.
Boreto & Cardoso: suministro de ácido sulfúrico para tratamiento de agua
Boreto & Cardoso está en el mercado desde 1972, con más de 53 años de actividad en el suministro de insumos químicos industriales, incluido el ácido sulfúrico para aplicaciones de tratamiento de agua y efluentes. La empresa opera con certificación ISO 9001:2015 (GSC Certificadora, registro BR.087.25), con trazabilidad de lote y documentación técnica (certificado de análisis y ficha de datos de seguridad) disponible para cada suministro. Estos documentos ayudan al responsable técnico del cliente a validar el producto recibido frente a las especificaciones del proceso.
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Nota al Lector Este artículo reúne información técnica extraída de distintas fuentes, con el objetivo de ampliar el conocimiento sobre las materias primas mencionadas. Se trata de un material solo informativo, que no representa por parte de Boreto & Cardoso ninguna indicación de aplicación, formulación ni recomendación directa de uso. Boreto & Cardoso®, con más de 50 años de experiencia, actúa exclusivamente en el suministro de insumos químicos para las más variadas aplicaciones, y queda a cargo de cada usuario verificar la adecuación y la conformidad de su aplicación.
