¿Qué es la curva de demanda de cloro y cómo se realiza? Guía completa paso a paso
La curva de demanda de cloro es una herramienta fundamental en el tratamiento de agua potable y aguas residuales. Permite identificar la cantidad exacta de cloro que debe dosificarse para lograr una desinfección efectiva, garantizando al mismo tiempo un nivel adecuado de cloro residual libre según las normativas vigentes. Esta curva se obtiene mediante una serie de mediciones controladas, en las que se analiza cómo varía la concentración de cloro residual en el agua frente a diferentes dosis aplicadas de cloro.
¿Para qué sirve la curva de demanda de cloro?
- Determinar la dosis óptima de cloro para desinfección.
- Seleccionar correctamente una bomba dosificadora de cloro.
- Verificar la efectividad del proceso de cloración.
- Cumplir con la normativa de cloro residual vigente en Colombia (por ejemplo, la Resolución 2115 de 2007 indica que el cloro residual libre en redes debe estar entre 0.2 y 2.0 mg/L).
Procedimiento para elaborar la curva de demanda de cloro
Materiales y equipos necesarios
- Muestras representativas de agua cruda o tratada
- Reactivos DPD (N,N-Dietil-p-fenilendiamina) para medir cloro residual
- Reactivo declorante (como tiosulfato de sodio)
- Kit de prueba de cloro o espectrofotómetro
- Pipetas, matraces y probetas graduadas
- Hoja de cálculo o software para graficar
Paso a paso
1. Toma de muestras
Recolecta muestras representativas del agua en estudio, ya sea de una fuente natural, tanque o red de distribución. No alteres químicamente las muestras.
2. Calibración del equipo
Verifica que el medidor de cloro esté calibrado correctamente según el manual del fabricante. Esto asegura lecturas confiables.
3. Preparación de dosis de cloro
Agrega cantidades crecientes de cloro (por ejemplo, hipoclorito de sodio al 13%) a diferentes muestras: 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0 ppm, etc.
4. Tiempo de reacción
Deja actuar el cloro durante 30 minutos. Este es el tiempo estándar para que se complete la reacción con materia orgánica, hierro, amonio y otros compuestos presentes.
5. Medición de cloro residual
Aplica el reactivo DPD a cada muestra y mide el cloro libre residual con tu equipo. Anota todos los resultados.
6. Registro de datos y graficación
Construye una tabla con los valores de cloro agregado (ppm) frente al cloro residual medido (ppm). Luego grafica la curva:
- Eje X: Cloro agregado (ppm)
- Eje Y: Cloro residual medido (ppm)
Análisis e interpretación de la curva
La curva tiene tres zonas clave:
- Zona de consumo total: Al inicio, todo el cloro agregado es consumido. No hay cloro residual.
- Punto de quiebre o Break Point: El punto donde la demanda ha sido satisfecha y empieza a aparecer cloro residual libre.
- Zona de saturación: Todo el cloro adicional ya no reacciona y se acumula como residual.
¿Qué dosis debo aplicar?
La dosis óptima de cloro es ligeramente superior al punto de quiebre (Break Point), lo que asegura desinfección completa y una concentración mínima de cloro residual libre conforme a norma.
Aplicación práctica: selección de una bomba dosificadora
Una vez determinada la dosis necesaria en ppm, y conociendo el caudal de agua en el sistema (en L/h o m³/h), puedes calcular el caudal de dosificación requerido con esta fórmula:
Cálculo del caudal de dosificación de cloro (con ejemplo real)
Para determinar la bomba dosificadora adecuada en un sistema de tratamiento de agua, es fundamental calcular el caudal de dosificación en función del caudal de agua, la dosis de cloro deseada y la concentración del producto químico disponible.
✅ Fórmula:
Caudal de dosificación (L/h) = (Caudal de agua (m³/h) × Dosis de cloro (g/m³)) ÷ (Concentración de cloro (%) × 10)
💡 Esta fórmula parte de que 1 ppm = 1 g/m³ y que 1% de cloro equivale a 10 g/L.
🔧 Factor de seguridad – operación al 60%
Para seleccionar correctamente la bomba, se recomienda que trabaje al 60% de su capacidad máxima, garantizando precisión, vida útil y margen de ajuste.
Se aplica dividiendo el caudal de dosificación entre 0,6.
🔎 Ejemplo práctico:
- Caudal de agua: 50 m³/h
- Dosis deseada de cloro: 3 ppm = 3 g/m³
- Concentración de hipoclorito de sodio: 5%
- Cálculo del caudal de dosificación:
(50×3)÷(5×10) = 150÷50 = 3,00 L/h
- Aplicando el factor de operación al 60%:
3,00÷0,6=5,00 L/h
✅ Resultado final: Se requiere una bomba dosificadora con caudal nominal de al menos 5 L/h para operar al 60% de su capacidad.
Este resultado permite seleccionar una bomba dosificadora de cloro adecuada, como las de la línea STEIEL, ampliamente utilizadas por su precisión y confiabilidad en plantas de agua potable y residual.
Recomendaciones finales
- Realiza la curva periódicamente si la calidad del agua cambia.
- Asegúrate de contar con equipos de medición calibrados y personal capacitado.
- Apóyate en soluciones automatizadas para controlar el cloro residual en línea, como los sistemas STEIEL con sondas de cloro y controladores EW².
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