Aplicación de Oxidación Electroquimica y Ozonización

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO
TEMA:
‘‘APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN PARA
EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPACADORA DE
PESCADO’’.
AUTORES:
CASTRO ESPINOSA KATHERINE CECIBEL
CEVALLOS MALDONADO KARINA ELIZABETH
TUTORA:
DRA. MARTHA BERMEO GARAY
GUAYAQUIL, ABRIL 2019

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TEMA:
‘‘APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN PARA
EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPACADORA DE
PESCADO’’.
AUTORES:
CASTRO ESPINOSA KATHERINE CECIBEL
CEVALLOS MALDONADO KARINA ELIZABETH
TUTORA:
DRA. MARTHA BERMEO GARAY
GUAYAQUIL, ABRIL 2019

III

ANEXO 10
UNIDAD DE TITULACIÓN
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACIÓN
TÍTULO Y SUBTÍTULO: ‘‘APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN
PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA
EMPACADORA DE PESCADO’’.
AUTOR(ES) Castro Espinosa Katherine Castro

Cevallos Maldonado Karina Elizabeth
TUTOR(ES) Dra. Bermeo Garay Mirella
REVISOR(ES) Ing. Ronquillo Castro Sandra
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil
UNIDAD/FACULTAD: Facultad de Ingeniería Química
MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:
GRADO OBTENIDO: Ingeniero Químico
FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGINAS: 88
ÁREAS TEMÁTICAS: Hidrología
PALABRAS CLAVES Proceso de electrocoagulación, ozonización, tratamiento de agua residuales
RESUMEN
Este estudio se basa en la efectividad de la aplicación de electrocoagulación y ozonización para el tratamiento de aguas residuales
de una empacadora de pescado; generalmente este tipo de industria busca la implementación de procesos de innovación en el
cuidado del medio ambiente, en la actualidad las empacadoras de pescado generan grandes volúmenes de residuos líquidos de
alrededor de 20m3/d, con gran cantidad de contaminantes como: aceites & grasas, tensoactivos, color, sólidos totales y DQO.
Experimentalmente se realizaron dos procesos, el primero se llevó acabo en un reactor batch con aplicación de electrocoagulación
con diferentes parámetros de operación, tanto en voltaje cómo en amperaje, durante un tiempo de 5min, con un volumen de
3000ml. Se extrae por caída de presión el agua tratada para posterior aplicación de ozono en un volumen de 1000 ml a diferentes
tiempos 5 y 15 min. Se observó una reducción significativa en cuanto a la carga de materia orgánica, según los parámetros
analizados; se obtuvo un DQO 378 mg/L, teniendo una remoción del 73.09%, en sólidos totales 1510 mg/L con un porcentaje de
remoción del 29.43%; de aceites & grasa 2 mg/L removiéndose un 91.30%, finalmente los tensoactivos con un valor de 1.3 mg/L,
aplicados los dos procesos, se concluyó que los parámetros óptimos de operación son de 15 voltios y 4 amperios con un tiempo de
5min para electrocoagulación y para ozonización aplicación 1.5 g/h durante 5 min. Logrando cumplir la estipulación de los
análisis tabulados, según el Acuerdo Ministerial 097A.
ADJUNTO PDF: x SI NO
CONTACTO CON AUTOR/ES: Teléfono: E-mail:

0993721518 cecibel_castro95@outlook.es
0988959383 karicllos_15@hotmail.com
CONTACTO CON LA Nombre: Universidad de Guayaquil – Facultad de Ingeniería Química
INSTITUCIÓN: Teléfono: 04-229-2949
E-mail: www.fiq.ug.edu.ec
IV

ANEXO 6
CERTIFICADO PORCENTAJE DE SIMILITUD

Habiendo sido nombrada Dra. BERMEO GARAY MARTHA tutor del trabajo de
titulación certifico que el presente trabajo de titulación ha sido elaborado por
CASTRO ESPINOSA KATHERINE CECIBEL, C.I.: 0952512879, y CEVALLOS
MALDONADO KARINA ELIZABETH, C.I: 0803579903 con mi respectiva
supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título de
INGENIERO QUIMICO. Se informa que el trabajo de titulación: “APLICACIÓN
DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN PARA EL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPACADORA DE
PESCADO”, ha sido orientado durante todo el periodo de ejecución en el
programa anti-plagio (URKUND) quedando el 5% de coincidencia.
https://secure.urkund.com/view/47313775-471972-422687
Dra. BERMEO GARAY MARTHA

C.I. 0905104790
V

ANEXO 12
LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO

EXCLUSIVA PARA EL USO NO COMERCIAL DE LA
OBRA CON FINES NO ACADÉMICOS
Nosotras, CASTRO ESPINOSA KATHERINE CECIBEL con C.I. 0952512879 y

CEVALLOS MALDONADO KARINA ELIZABETH con C.I. 0803579903, certificamos
que los contenidos desarrollados en este trabajo de titulación, cuyo título es
“APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN PARA EL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPACADORA DE
PESCADO” son de nuestra absoluta propiedad y responsabilidad Y SEGÚN EL Art.
114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS
CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN*, autorizamos el uso de una
licencia gratuita intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la
presente obra con fines no académicos, en favor de la Universidad de Guayaquil,
para que haga uso del mismo, como fuera pertinente.
*CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN (Registro

Oficial n. 899 - Dic./2016) Artículo 114.- De los titulares de derechos de obras creadas en las instituciones de educación
superior y centros educativos.- En el caso de las obras creadas en centros educativos, universidades, escuelas politécnicas,
institutos superiores técnicos, tecnológicos, pedagógicos, de artes y los conservatorios superiores, e institutos públicos de
investigación como resultado de su actividad académica o de investigación tales como trabajos de titulación, proyectos de
investigación o innovación, artículos académicos, u otros análogos, sin perjuicio de que pueda existir relación de
dependencia, la titularidad de los derechos patrimoniales corresponderá a los autores. Sin embargo, el establecimiento tendrá
una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la obra con fines académicos.
_____________________________ ___________________________
Castro Espinosa Katherine Cecibel Cevallos Maldonado Karina Elizabeth
C.I.: 0952512879 C.I.: 0803579903
VI
AGRADECIMIENTO
Agradecer a Dios por haberme dado la fuerza, fe y sabiduría, por mantenerme

firme en mi camino para llevar a un feliz término mis estudios universitarios.
A los docentes por haber compartido sus conocimientos y ser parte de mi

formación académica. A mi tutora, la Dra. Mirella Bermeo G., por guiarme con
su experticia en la elaboración y conclusión de este trabajo de investigación.
Al Ing Qco. Gustavo Ampuero por brindarme sus consejos, llenarme de

enseñanzas en este proceso, las cuales me ha permitido ganar mis primeras
experiencias en mi hermosa carrera de la ingeniería química. De igual manera
a la ayuda brindada por parte del Dr. Alfredo Rivera, para el desarrollo de la
parte experimental de mi tesis.
A mis padres, quienes, con sus buenos valores, fueron ejemplo, motor e
impulso para poder culminar esta meta. A mi hermano por siempre recordarme
de lo capaz que puedo llegar a ser, apoyarme, y en mis momentos malos
llenarme de consejos y así convertirme en una mujer fuerte y llena de
convicciones.
¡Todo lo puedo en Cristo que me fortalece!
Katherine Castro Espinosa

VII
DEDICATORIA
Dedicación de este trabajo a mi pilar fundamental, mis padres: Dr. Patricio

Castro Quintero y Sra. Hortencia Espinosa Espinoza. A mis hermanos: Mariuxi
Alexandra, Ing. Mario Andrés y Lcda. Felicidad Castro Espinosa. Y de manera
especial a mis abuelos, Hugo Espinosa Vinueza y Dina Espinoza Feijoó; por su
paciencia, sacrificio, apoyo, consejos y sobre todo creer en mí en cada paso
durante mi formación académica; lo cual me hace gratificante hacerlos
merecedores de este nuevo logro y así sentirme orgullosa de la mujer que soy.
Katherine Castro Espinosa

VIII
AGRADECIMIENTO
Doy gracias a Dios por la vida, por su luz y guiar mi camino.
A mi familia especialmente mi madre, por inculcarme valores y principios que

me hacen la persona que soy actualmente, por ser mi fortaleza y apoyo
incondicional en cada una de mis decisiones.
Hago extensiva mi gratitud a mis compañeros, por el apoyo brindado durante

mi formación académica, a mis docentes, por impartir sus conocimientos para
formarme profesionalmente, permitiéndome alcanzar una de mis metas
propuestas. A la Dr. Mirella Bermeo por su paciencia y guiar con su experiencia
mi proyecto de titulación.
Gracias al Ing. Qco Gustavo Ampuero y al Dr. Alfredo Rivera por su tiempo,
dedicación, paciencia y entrega brindada, logrando que se desarrolle con éxito
la elaboración de este proyecto de titulación
Karina Cevallos Maldonado

IX
DEDICATORIA
Dedico este trabajo, a mis padres: Carlos Cevallos y Ruth Maldonado; a mi

querida abuela: Marcela Esterilla; a cada uno de mis hermanos en especial a
Gabriel Cevallos, por su cariño, apoyo, sacrificio, consejo y fe hacia mí para no
darme por vencida, mereciéndose mis logros. A ustedes quienes me han
formado como ser humano con principios y valores, permitiéndome ser la mujer
que soy.
Karina Cevallos Maldonado

X
INDICE DE CONTENIDO
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA......................... III

CERTIFICADO PORCENTAJE DE SIMILITUD ................................................ IV
LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO EXCLUSIVA PARA EL USO
NO COMERCIAL DE LA OBRA CON FINES NO ACADÉMICOS ..................... V
AGRADECIMIENTO .......................................................................................... VI
DEDICATORIA ................................................................................................. VII
AGRADECIMIENTO ........................................................................................ VIII
DEDICATORIA .................................................................................................. IX
INDICE DE CONTENIDO ................................................................................... X
INDICE DE TABLAS....................................................................................... XIV
INDICE DE FIGURAS ..................................................................................... XV
INDICE DE ANEXOS .....................................................................................XVII
RESUMEN ....................................................................................................XVIII
ABSTRACT .................................................................................................... XIX
INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 1
CAPÍTULO I ....................................................................................................... 2
1.1. Tema ..................................................................................................... 2
1.2. Planteamiento del problema .................................................................. 2
1.3. Formulación y sistematización del problema ......................................... 3
1.4. Objetivos de la investigación ................................................................. 4
1.4.1. Objetivo general .............................................................................. 4
1.4.2. Objetivos específicos ...................................................................... 4
1.5. Justificación ........................................................................................... 4
1.5.1. Justificación teórica ........................................................................ 4
1.5.2. Justificación metodológica .............................................................. 5
1.5.3. Justificación práctica ....................................................................... 5
1.6. Delimitación de la investigación ............................................................ 6
1.6.1. Delimitación Espacial ...................................................................... 6
1.6.2. Delimitación Temporal .................................................................... 6
1.6.3. Delimitación del Contenido ............................................................. 7
1.7. Hipótesis ............................................................................................... 7
1.7.1. Variable Independiente ................................................................... 7
1.7.2. Variables Dependiente ................................................................... 7
XI
1.7.3. Operacionalización de las Variables ............................................... 8

CAPÍTULO II ...................................................................................................... 9
2.1. Fundamentos Generales ....................................................................... 9
2.1.1. Aguas Residuales ........................................................................... 9
2.1.2. Aguas Residuales Domésticas ....................................................... 9
2.1.3. Aguas Residuales Industriales........................................................ 9
2.1.4. Agua Residual Pesqueras ............................................................ 10
2.1.5. Efluentes de la Industria pesquera ............................................... 10
2.1.6. Demanda Bioquímica de Oxígeno ................................................ 11
2.1.7. Demanda Química de Oxígeno .................................................... 12
2.1.8. Sólidos Suspendidos Totales........................................................ 12
2.1.9. Sólidos Disueltos Totales.............................................................. 13
2.2. Fundamentos de Electroquímica ......................................................... 14
2.2.1. Leyes de la Electrólisis: Leyes de Faraday ................................... 14
2.2.2. Conductividad eléctrica ................................................................. 15
2.2.2.1. Conducción metálica ................................................................. 15
2.2.2.2. Conducción electrolítica ............................................................ 17
2.2.2.3. Celda electrolítica ...................................................................... 18
2.2.3. Procesos de electrodos ................................................................ 19
2.2.3.1. Definición de: Ánodo y Cátodo .................................................. 19
2.2.3.2. Reacciones electroquímicas ...................................................... 20
2.2.3.3. Velocidad de Reacción .............................................................. 22
2.2.3.4. Polarización ............................................................................... 22
2.2.3.5. Sobretensión ............................................................................. 23
2.3. Fundamentos de química coloidal ....................................................... 24
2.3.1. Coloide ......................................................................................... 24
2.3.2. Sistema de coloide ....................................................................... 25
2.3.3. Clasificación de los coloides ......................................................... 25
2.3.3.1. Coloides hidrófobos ................................................................... 25
2.3.3.2. Coloides hidrófilos ..................................................................... 26
2.3.4. Coagulación .................................................................................. 26
2.3.5. Floculación.................................................................................... 27
2.4. Electrocoagulación .............................................................................. 28
2.4.1. ¿Qué es la electrocoagulación? ................................................... 28
2.4.2. Mecanismo de la electrocoagulación ............................................ 28
XII
2.4.3. Reactor para la electrocoagulación .............................................. 29

2.4.4. Proceso de Electrocoagulación .................................................... 30
2.4.5. Ventajas del Sistema .................................................................... 30
2.4.6. Factores que afectan la electrocoagulación.................................. 32
2.4.7. Mecanismo de remoción de contaminantes.................................. 33
2.4.8. Optimización del proceso de electrocoagulación .......................... 34
2.5. Ozonización......................................................................................... 34
2.5.1. ¿Qué es ozonización? .................................................................. 34
2.5.2. Aplicación del ozono en el tratamiento de aguas residuales ........ 35
2.5.3. Ozonización en medio alcalino ..................................................... 36
2.5.4. Oxidación avanzada ..................................................................... 36
2.5.5. Ventajas de la ozonización ........................................................... 37
2.6. Fundamentación del tratamiento de Efluentes líquidos ....................... 38
2.6.1. Factores físicos y químicos que afectan la calidad del agua ........ 38
2.6.2. Norma de calidad Ambiental y Descarga de Efluentes (Recurso
Agua) Acuerdo Ministerial 097A ................................................................ 39
2.6.3. Objeto de la norma ....................................................................... 40
2.6.4. Criterios Generales para la descarga de efluentes ....................... 40
2.6.5. Normas Generales para descarga de efluentes al sistema de
alcantarillado ............................................................................................. 42
CAPITULO III ................................................................................................... 44
3.1. Metodología de Investigación .............................................................. 44
3.2. Experimentación.................................................................................. 44
3.2.1. Equipos y Materiales .................................................................... 44
3.3 Ingeniería de Procesos ....................................................................... 47
3.3.1 Primera Etapa: Revisión y calibración de equipos ........................ 48
3.3.2 Segunda Etapa: Obtención del agua residual de una empacadora
de pescado................................................................................................ 49
3.3.3 Tercera Etapa: Prueba matriz del tratamiento de agua de
empacadora de pescado ........................................................................... 50
3.3.4 Cuarta Etapa: Proceso de Electrocoagulación y Ozonización ...... 51
CAPITULO IV ................................................................................................... 55
4.1. Resultados .......................................................................................... 55
4.1.1. Selección de parámetros óptimos para el tratamiento de agua
residual de empacadora de pescado ............................................................ 55
4.2. Análisis e Interpretación de Resultados .............................................. 65
XIII
4.2.1. Cálculos para obtener la cantidad de coagulante liberado del

electrodo ....................................................................................................... 67
4.2.2. Análisis de costos por m3 de agua tratada ...................................... 69
CAPITULO V .................................................................................................... 71
Conclusiones ................................................................................................ 71
Recomendaciones ........................................................................................ 72
NOMENCLATURA ........................................................................................... 73
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 74
Anexo I ............................................................................................................. 80
Anexo II ............................................................................................................ 85
Anexo III ........................................................................................................... 88
XIV
INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Operacionalización de las Variables .................................................... 8

Tabla 2. Clasificación de materiales IACS ....................................................... 17
Tabla 3 Equipos utilizados .............................................................................. 44
Tabla 4. Sustancias y Materiales utilizados ..................................................... 46
Tabla 5 Datos experimentales de las muestras por triplicado .......................... 55
Tabla 6 Porcentaje de Remoción de DQO ....................................................... 56
Tabla 7 Porcentajes de remoción de Sólidos Suspendidos y Sólidos Disueltos
......................................................................................................................... 58
Tabla 8 Porcentaje de Remoción de Turbiedad y Color................................... 63
Tabla 9 Caracterización de la muestra final (Muestra #1) ................................ 65
Tabla 10. Parámetros óptimos en la electrocoagulación.................................. 69
Tabla 11 Parámetros óptimos de electrocoagulación ..................................... 70
XV
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Ubicación de la Universidad de Guayaquil – facultad de Ingeniería

Química .............................................................................................................. 6
Figura 2 Ondas electromagnéticas. ................................................................. 23
Figura 3 Reactores para electrocoagulación tipo Batch: a) Reactor con
electrodos monopolares conectados en paralelo, b) Reactor con electrodos
monopolares conectados en serie. ................................................................... 29
Figura 4 Diagrama de flujo de procesos .......................................................... 47
Figura 5 Fuente de poder ................................................................................ 48
Figura 6 Electrodos de aluminio con espesor de 0.1 cm, largo 20cm y ancho 10
cm .................................................................................................................... 48
Figura 7 Funcionamiento del equipo de Ozonización ...................................... 49
Figura 8 Ubicación de la Planta ....................................................................... 49
Figura 9 Funcionamiento del equipo (calibrado) .............................................. 50
Figura 10 Tratamiento del agua de empacadora de pescado con
electrocoagulación ........................................................................................... 51
Figura 11 Extracción del agua tratada con ayuda de una manguera .............. 52
Figura 12 Agua tratada con electrocoagulación .............................................. 52
Figura 13 Aplicación de ozono ........................................................................ 53
Figura 14 Aguas tratadas con la adición de ozono .......................................... 53
Figura 15 Pruebas de DQO ............................................................................. 54
Figura 16 Reactor DRB 200 ............................................................................ 54
Figura 17 Remoción de DQO de las 3 muestras realizadas en proceso batch 56
Figura 18 Porcentajes de Remoción de DQO muestra 1 realizada en proceso
batch................................................................................................................. 57
batch ................................................................................................................ 57
batch................................................................................................................. 58
Figura 21 Porcentajes de Remoción de Sólidos Suspendidos de las 3 muestras
realizadas en proceso batch............................................................................. 59
Figura 22 Porcentajes de Remoción de Sólidos Suspendidos muestra 1
realizada en proceso batch .............................................................................. 59
Figura 23 Porcentajes de Remoción de sólidos Suspendidos muestra 2
Figura 24 Porcentaje de Remoción de Sólidos Suspendidos muestra 3
Figura 25 Porcentajes de Remoción Sólidos Disueltos de las 3 muestras
Figura 26 Porcentajes de Remoción de Sólidos Disueltos muestra 1 realizada
en procesos batch ............................................................................................ 61
en proceso batch .............................................................................................. 62
en proceso batch .............................................................................................. 62
XVI
Figura 29 Porcentajes de Remoción de Turbiedad y Color de las 3 muestras

Figura 30 Porcentajes de Remoción de Turbiedad y Color de la muestra 1
XVII
INDICE DE ANEXOS
Anexo I
Figura 1 Muestra Inicial de agua residual de empacadora de pescado .......... 80
Figura 2 Aplicación de Electrocoagulación en reactor batch.......................... 80
Figura 3 Generación de lodo, por aplicación de Electrocoagulación ............. .81
Figura 4 Comparación de la muestra inicial (izquierda) con el agua trata con
electrocoagulación (derecha) ........................................................................... 81
Figura 5 Muestra de agua (1000ml) trata con Electrocoagulación y posterior
aplicación de Ozono) ........................................................................................ 82
Figura 6 Pruebas experimentales con aplicación de Electrocoagulación y
Ozono ............................................................................................................... 82
Figura 7 Pruebas experimentales realizadas por triplicado con aplicación de
Electrocoagulación y Ozonización .................................................................... 83
Figura 8 Muestra final (350ml) una vez aplicados los dos procesos de
Electrocoagulación y Ozonización .................................................................... 83
Figura 9 Análisis realizados a las diferentes pruebas experimentables de agua
de empacadora de pescado una vez aplicado el proceso de Electrocoagulación
y Ozonización ................................................................................................... 84
Anexo II
Figura 1 Informe de Análisis Físico – Químico de la muestra Inicial de Agua
Residual de Empacadora de Pescado……………………………………….. 85
Figura 2 Informe de Análisis Físico – Químico de la muestra de Agua
Residual de Empacadora de Pescado Tratada con el Proceso de
Electrocoagulación ........................................................................................... 86
Figura 3 Informe de Análisis Físico – Químico de la muestra de Agua
Residual de Empacadora de Pescado Tratada con el Proceso de Ozonización
......................................................................................................................... 87
Anexo III
Figura 1 Normativa- Límites de Descarga Al Sistema de Alcantarillado
Público…………………………………………………………………………………88
XVIII
APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN

PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPACADORA DE
PESCADO
Autores:
Castro Espinosa Katherine Cecibel
Tutor:
Dra. Martha Bermeo Garay
RESUMEN
Este estudio se basa en la efectividad de la aplicación de electrocoagulación y
ozonización para el tratamiento de aguas residuales de una empacadora de pescado;
generalmente este tipo de industria busca la implementación de procesos de
innovación en el cuidado del medio ambiente, en la actualidad las empacadoras de
pescado generan grandes volúmenes de residuos líquidos de alrededor de 20m 3/d,
con gran cantidad de contaminantes como: aceites & grasas, tensoactivos, color,
sólidos totales y DQO. Experimentalmente se realizaron dos procesos, el primero se
llevó acabo en un reactor batch con aplicación de electrocoagulación con diferentes
parámetros de operación, tanto en voltaje cómo en amperaje, durante un tiempo de
5min, con un volumen de 3000ml. Se extrae por caída de presión el agua tratada para
posterior aplicación de ozono en un volumen de 1000 ml a diferentes tiempos 5 y 15
min. Se observó una reducción significativa en cuanto a la carga de materia orgánica,
según los parámetros analizados; se obtuvo un DQO 378 mg/L, teniendo una
remoción del 73.09%, en sólidos totales 1510 mg/L con un porcentaje de remoción del
29.43%; de aceites & grasa 2 mg/L removiéndose un 91.30%, finalmente los
tensoactivos con un valor de 1.3 mg/L, aplicados los dos procesos, se concluyó que
los parámetros óptimos de operación son de 15 voltios y 4 amperios con un tiempo de
5min para electrocoagulación y para ozonización aplicación 1.5 g/h durante 5 min.
Logrando cumplir la estipulación de los análisis tabulados, según el Acuerdo Ministerial
097A.
Palabras clave: Proceso de electrocoagulación, ozonización, tratamiento de aguas

residuales.
XIX
APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN

PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPACADORA DE
PESCADO
Autores:
Castro Espinosa Katherine Cecibel
Tutor:
Dra. Martha Bermeo Garay
ABSTRACT
This study is based on the effectiveness of the electrocoagulation application and
ozonation for the treatment of a fish packer's residual waters; this industry type
generally looks for the implementation of innovation processes in the care of the
environment, at the present time the fish packers generate big quantities of liquid
residuals of around 20m3 / d, with great quantity of pollutants as: oil & fatty,
surfactants, color, total solids and COD. Experimentally they were carried out two
processes, the first one was taken in a reactor batch to electrocoagulation application
with different operation parameters, so much in voltage how to use it, during a time of
5min, with a volume of 3000ml. It is extracted by water from the pressure of ozone in
the volume of 1000 ml at different times 5 and 15 min. A significant reduction was
observed as for the load of organic matter, according to the analyzed parameters; a
DQO 378 mg / L was obtained, having a removal of the one 73.09%, in total solids
1510 mg / L with a removal percentage of the one 29.43%; of oils & fat 2 mg / L being
removed at 91.30%, finally the surfactants with a value of 1.3 mg / L, applied the two
processes, you said that the good parameters of operation are of 15 volts and 4
amperes with a time of 5min for electrocoagulation and it stops ozonation application
1.5 g / h during 5 min. Being able to complete the stipulation of the tabulated analyzes,
according to the Ministerial Agreement 097A.
Key words: Electrocoagulation process, ozonation, waste water treatment.

INTRODUCCIÓN
Desde hace mucho tiempo existe una intranquilidad social, que con el pasar
de los años ha aumentado la preocupación que se presenta por la
conservación del entorno ambiental, esto se debe a la masiva proliferación de
áreas industriales a nivel internacional, las escasas acciones puestas en
marcha por este tipo de industrias , y factores adicionales como la ubicación en
la que se encuentran realizando sus operaciones la empresa, generan que las
leyes legislativas que preserven y velen por la seguridad medio ambiental se
tornen más estrictas, influenciado por la responsabilidad social que debe de
existir en cada organización.
Sustancialmente la problemática de índole ambiental, generado por las

grandes cantidades de aguas residuales de la industria pesquera que
desechan sin ningún tipo de tratamiento; dentro de estos desechos se
encuentran compuestos orgánicos e inorgánicos, sólidos como escamas, entre
otros elementos, formando aguas oscuras con olores fuertes que contaminan
de manera considerable, provocando alteraciones en el agua, que generan un
desequilibrio en sus propiedades físicas, químicas y biológicas.
La electroquímica en sus procedimientos aplicables en la ciencia, permite

considerar varias alternativas, donde involucre la implementación de diferentes
tecnologías y métodos, que pueden ser puestos en práctica para lograr mejoras
considerables en lo que respecta al cuidado y la preservación del medio
ambiente. La presente investigación se encuentra enfocada en el estudio de la
aplicación de oxidación electroquímica y ozonización para el tratamiento de
aguas residuales de una empacadora de pescado.
1
CAPÍTULO I
1.1. Tema
Aplicación de Oxidación Electroquímica y Ozonización para el Tratamiento

de Aguas Residuales de una Empacadora de Pescado.
1.2. Planteamiento del problema
A nivel mundial la contaminación por aguas residuales en las zonas costeras

es un tema muy importante a considerar, ya que existe una creciente densidad
de población e industrialización que generan grandes volúmenes de aguas
residuales que son vertidas, con o sin tratamiento previo a los ecosistemas
acuáticos y terrestres (Chen & Broce, 2015) (Velasquez, y otros, 2013).
Los efectos de las aguas residuales en las zonas costeras dependen mucho
del tipo de descarga de sus desechos, producto del desarrollo de la actividad
humana. Varios problemas de contaminación marina presentes en zonas
costeras son debido al aumento del consumo de pescado en los países en
desarrollo, el cual ha aumentado de 7.3 a 14.0 kg/habitante/año desde 1963
hasta la actualidad. Las operaciones del procesamiento producen aguas
residuales que contienen contaminantes orgánicos en forma soluble, coloidal y
particulado que por lo general son descargadas sin ningún tipo de tratamiento a
las áreas marinas (Velasquez, y otros, 2013).
Las diversas industrias dedicadas al sector pesquero se encuentran en

constante innovación y por ende la necesidad de implementar nuevas
tecnologías para reducir los impactos ambientales, producto del inadecuado
manejo y disposición de efluentes líquidos (Marín Leal, Chinga Panta,
Velásquez Ferrín, González Cabo, & Zambrano Rodríguez, 2015).
Las industrias empacadoras de pescado generan grandes volúmenes de

residuos líquidos de alrededor de 20m3/d, los cuales están compuestos
especialmente por materia orgánica con alto contenido de grasas, sales y otro
2
tipo de sólidos suspendidos, la temperatura de aguas residuales de
empacadoras de pescado oscila entre 21°C y 28°C, con un pH entre 7 y 8
(Romero López, 2008).
Los tipos de tratamiento de aguas residuales, utilizados en plantas

industriales de empacadora de pescado generan grandes cantidades de lodos,
el cual es un factor que influye dentro del valor del proceso de tratamiento, es
importante minorizar su volumen, asociado a la utilización de coagulantes y
floculantes en base a sus características físico químicas. Por esta razón la
necesidad de implementar alternativas como el proceso de oxidación
electroquímica y ozonización que cumpla con los máximos permisibles para
descarga al cuerpo hídrico, disminuyendo la utilización de coagulante y
floculante, realizando diversos tipos de pruebas experimentales para que dicho
proceso pueda ser implementado a nivel industrial (Alejandro Garzón & Loor
Carvajal, 2018).
1.3. Formulación y sistematización del problema
A. Formulación del Problema

Mediante la implementación del proceso de oxidación electroquímica y
ozonización es posible extraer gran cantidad de contaminantes, como
materia orgánica, grasa, sales, color y DQO de las aguas residuales de
una empacadora de pescado.
B. Sistematización del problema.
 ¿Cuál será la eficiencia de implementar un proceso de
electrocoagulación y ozonización para el tratamiento de aguas
residuales de una empacadora de pescado?
 ¿Qué beneficios presenta el agua tratada dentro de una
empacadora de pescado?
 ¿Qué parámetros de operación lograrán reducir la cantidad de
contaminación según la aplicación de diferentes voltajes mediante
el equipo de electrocoagulación?
 ¿Se logrará mediante el proceso de electrocoagulación y
ozonización la reducción de contaminantes?
3
1.4. Objetivos de la investigación
1.4.1. Objetivo general
Aplicar Oxidación Electroquímica y Ozonización al Tratamiento de Aguas

Residuales de una Empacadora de Pescado, para reducción de contaminantes
y materia orgánica.
1.4.2. Objetivos específicos
 Caracterizar la muestra en estudio de una empacadora de pescado.

 Determinar las condiciones óptimas del proceso de electrocoagulación
para tratar el agua residual.
 Definir los parámetros óptimos para el proceso de ozonización.
 Evaluar el porcentaje de remoción de aceites y grasas, tensoactivos,
DQO, sólidos totales aplicando los dos procesos tanto,
electrocoagulación como ozonización.
1.5. Justificación
1.5.1. Justificación teórica
Según (Marin Leal, Chinga Panta, Velásquez Ferrín, González Cabo, &
Zambrano Rodríguez, 2015), en su mayoría las industrias pesqueras y sus
derivados en el país, requieren una excesiva utilización de agua para su
proceso, siendo este uno de los principales inconvenientes, ya que el agua de
descarga contiene materia orgánica con alto contenido de grasa, sales, carga
química e incluso malos olores.
Comúnmente a nivel de disposición de efluentes líquidos industriales, se

plantea el tratamiento primario de aguas residuales a partir de la utilización de
coagulantes y floculantes para ayudar a la remoción de contaminantes
(Torchia, 2017), pero el uso de estos aumenta los costos económicos a nivel de
4
químicos; ya que se necesitan grandes cantidades, muchas veces presentando
variaciones en sus dosificaciones.
Con el fin de implementar una técnica adecuada para la remoción de

contaminantes en el agua residual de una empacadora de pescado, se
desarrolla la investigación basándose en los principios de la electrocoagulación
que consiste en la adición electrolítica de coagulantes iones metálicos
ayudando al proceso de coagulación en el método químico (Barrera Ruíz,
2014) y ozonización encargado de la producción de radicales libres OH que
actúan sobre la mayoría de las moléculas orgánicas (Bermeo Garay & Tinoco
Gómez, 2016), servirá para la disminución del DQO, permitiendo su descarga
al alcantarillado.
1.5.2. Justificación metodológica
Para el presente trabajo se plantean dos tipos de metodologías como son:
 La Electrocoagulación es un método utilizado para diversos tipos de

tratamiento de aguas residuales con metales pesados, la misma que
ayuda a contrarrestar la contaminación y rendimiento energético.
 La Ozonización utilizada como agente desinfectante, ya que elimina de
manera rápida y eficiente bacterias, virus y protozoos presentes en el
agua residual, al igual que grandes cantidades de sustancias orgánicas
o materiales no deseables.
1.5.3. Justificación práctica
El fin de esta investigación es corroborar la efectividad de la

electrocoagulación y ozonización para el tratamiento de agua residual de una
empacadora de pescado, se realizarán posteriormente los análisis cualitativos y
cuantitativos en el laboratorio acreditado de aguas para determinar la calidad
del agua obtenida, realizando un estudio entre los dos procesos ya
mencionados.
5
1.6. Delimitación de la investigación
1.6.1. Delimitación Espacial
El trabajo presentado se realizó en el área de laboratorio de Ingenierías de

Aguas y Medio Ambiente, de la facultad de Ingeniería Química en la
Universidad de Guayaquil; donde se llevaron a cabo pruebas experimentales
para las diferentes muestras obtenidas aplicados previamente los procesos de
electrocoagulación y ozonización.
Figura 1 Ubicación de la Universidad de Guayaquil – facultad de Ingeniería Química

Elaborado: (Castro Katherine y Cevallos Karina, 2018)
1.6.2. Delimitación Temporal
Una vez dada la aprobación de este trabajo, se brinda un tiempo de

alrededor de 4 meses, para realizar las pruebas experimentales al agua de una
empacadora de pescado para la obtención de sus diferentes parámetros
respectivamente.
6
1.6.3. Delimitación del Contenido
Se realizó el presente trabajo de titulación enfocado en el tratamiento de

aguas residuales de una empacadora de pescado, implementando los métodos
de electrocoagulación y oxidación avanzada, para una respectiva reutilización
de la misma.
1.7. Hipótesis
Si se aplica electrocoagulación y ozonización, se logrará remover los
contaminantes presentes en el agua residual de empacadora de pescado.
1.7.1. Variable Independiente

Aplicación de Electrocoagulación y Ozonización
Indicadores:
 Concentración
 Amperaje
 Voltaje
1.7.2. Variables Dependiente

Agua Residual de Empacadora de Pescado
Indicadores:
 tensoactivos
 pH
 aceites y grasas.
 sólidos totales (ST)
 DQO
7
1.7.3. Operacionalización de las Variables
Tabla 1. Operacionalización de las Variables
Variable Nombre Indicadores Unidades Técnica Tipos de Descripción

Variable
Color Pt/Cu Cualitativo Agua sucia y
pH Adimension Numérico contaminada
Dependiente Agua DQO al Evaluación Cuantitativo con presencia
de materia
Residual Turbidez mg/L Cuantitativo
orgánica y otro
Temperatura NTU Numérico tipo de
SS °C Cuantitativo sustancias
Mg/L residual
Electrocoagul
Independiente Sistema de Concentración Cuantitativa ación. – utiliza
Electro- Amperaje Amperio Experimental Numérico diversos
metales
coagulación voltaje Voltaje Numérico
pesados para
y contrarrestar la
Ozonización contaminación
Ozono. -
Agente
desinfectante
elimina
contaminantes
de manera
rápida y eficaz.
8
CAPÍTULO II
2.1. Fundamentos Generales

2.1.1. Aguas Residuales
Las aguas residuales se refieren a todos los efluentes de hogares,

establecimientos comerciales e instituciones, hospitales, industrias, entre otras.
También incluye aguas pluviales y escorrentía urbana, efluentes agrícolas,
hortícolas y acuícolas.
Se entiende por aguas residuales aquellas que han sido usadas con el
propósito consuntivo, incorporando a estas sustancias que deterioran la calidad
original (contaminación) reduciendo su potencialidad de utilidad (Polo,
Torrecillas, & Ángel, 2018).
2.1.2. Aguas Residuales Domésticas
De acuerdo a lo descrito por Arroyo (2015) son las aguas de origen

residencial (desechos humanos, baño, cocina) y de otros usos similares que en
general son recolectadas mediante el alcantarillado en unión a otras
actividades (comercial, industrial, servicio). Estas aguas tienen un contenido
sólido inferior al 1%. si bien su caudal y composición es variable, pueden
tipificarse ciertos rangos para los parámetros más particulares (2015).
2.1.3. Aguas Residuales Industriales
Son aguas de origen industriales debido a la cantidad y composición de

estas son variables, dependientes de la actividad productiva y de varios
factores. Es así que, estas aguas pueden modificarse y van desde las que
tienen un alto contenido de materia orgánica biodegradable, otras con materia
orgánica y compuestos químicos y finalmente, industria cuyas aguas residuales
poseen sustancias inorgánicas u orgánicas no degradables. (Polo, Torrecillas,
& Ángel, 2018).
9
2.1.4. Agua Residual Pesqueras
La preocupación por los problemas ambientales está creciendo tanto en los

países desarrollados como en los países en desarrollo. En particular, las
industrias pesqueras (captura y acuicultura) sufren la contaminación producida
por otros sectores de la sociedad (industria, agricultura y alcantarillado urbano).
Como consecuencia, las industrias pesqueras son cada vez más conscientes
de su papel como fuente potencial de contaminación; y deben mostrar una
actitud responsable con respecto a los desechos de su industria pesquera si
esperan que otros sectores reduzcan su contaminación de cuerpos de agua.
Además, varios gobiernos han decidido aprobar normas que obligan a las
industrias pesqueras a tratar sus efluentes de manera adecuada (por ejemplo,
Tailandia y Venezuela). Los tecnólogos pesqueros, particularmente en los
países en desarrollo, deben informarse sobre este tema y estar en posición de
asesorar a los gobiernos y la industria pesquera sobre el tratamiento de aguas
residuales de la pesca.
2.1.5. Efluentes de la Industria pesquera
2.1.5.1. Residuos líquidos de la industria pesquera
Las características de las aguas residuales de procesamiento de mariscos

que generan preocupación incluyen los parámetros de contaminantes, las
fuentes de desechos del proceso y los tipos de desechos. En general, las
aguas residuales de las actividades de procesamiento de los diversos mariscos
se pueden caracterizar por sus parámetros fisicoquímicos, contenidos
orgánicos, nitrógeno y fósforo. Los parámetros contaminantes importantes de
las aguas residuales son la demanda bioquímica de oxígeno, la demanda
química de oxígeno, los sólidos suspendidos totales, el aceite & la grasa y el
consumo de agua. (Paredes, 2014)
Como en la mayoría de las aguas residuales industriales, los contaminantes

presentes en las aguas residuales del procesamiento de productos del mar son
10
una mezcla indefinida de sustancias, en su mayoría de naturaleza orgánica. Es
inútil o prácticamente imposible tener un análisis detallado de cada
componente presente; por lo tanto, una medición global del grado de
contaminación es insatisfactoria.
A pesar de que la industria pesquera representa una fuerte participación en

la economía a nivel mundial, sus operaciones y procesos de procesamiento de
mariscos generan una cantidad considerable de residuos líquidos entre las que
se puede encontrar sustancias orgánicas propias de las especies procesadas.
2.1.6. Demanda Bioquímica de Oxígeno
La demanda bioquímica de oxígeno es una medida de la cantidad de

oxígeno disuelto (OD) que usan los microorganismos aeróbicos al alterar la
materia orgánica en el agua (Andreo).
La demanda bioquímica de oxígeno (DBO, también llamada demanda

biológica de oxígeno) es la cantidad de oxígeno disuelto que necesitan los
organismos biológicos aeróbicos (es decir, la demanda) para descomponer el
material orgánico presente en una determinada muestra de agua a cierta
temperatura durante un período de tiempo específico. (Marín & Correa, 2010)
El valor de DBO se expresa más comúnmente en miligramos de oxígeno
consumido por litro de muestra durante 5 días de incubación a 20 ° C y se usa
a menudo como un sustituto del grado de contaminación orgánica del agua
(Chinchilla, 2015).
La DBO es similar en función a la demanda química de oxígeno (DQO), ya

que ambos miden la cantidad de compuestos orgánicos en el agua. Sin
embargo, la DQO es menos específica, ya que mide todo lo que puede
oxidarse químicamente, en lugar de sólo los niveles de materia orgánica
biodegradable (Osorio P. C., 2013).
Es por ello que, la DBO total es más importante para las redes alimentarias
que para la calidad del agua. El agotamiento del oxígeno disuelto es más
probable que se haga evidente durante la explosión inicial de la población
microbiana acuática en respuesta a una gran cantidad de material orgánico. Sin
11
embargo, si la población microbiana desoxigena el agua, la falta de oxígeno
impone un límite en el crecimiento de la población de organismos microbianos
acuáticos aeróbicos, lo que da como resultado un excedente de alimentos a
largo plazo y un déficit de oxígeno.
2.1.7. Demanda Química de Oxígeno
La demanda química de oxígeno (DQO) es una medida indicativa de la

cantidad de oxígeno que pueden consumir las reacciones en una solución
medida. Comúnmente se expresa en masa de oxígeno consumido en volumen
de solución que en unidades SI es miligramos por litro (mg / L). (MIRÓ, 2015)
Se puede usar una prueba de DQO para cuantificar fácilmente la cantidad de
sustancias orgánicas en el agua. La aplicación más común de la DQO es la
cuantificación de la cantidad de contaminantes oxidables que se encuentran en
las aguas superficiales (por ejemplo, lagos y ríos) o aguas residuales. La DQO
es útil en términos de calidad del agua al proporcionar una métrica para
determinar el efecto que tendrá un efluente en el cuerpo receptor, al igual que
la demanda bioquímica de oxígeno (DBO).
por otro lado, la demanda química de oxígeno es un parámetro importante

de la calidad del agua porque, de manera similar a la DBO, proporciona un
índice para evaluar el efecto que las aguas residuales vertidas tendrán en el
entorno receptor. Los niveles más altos de DQO significan una mayor cantidad
de material orgánico oxidable en la muestra, lo que reducirá los niveles de
oxígeno disuelto (OD). Una reducción en el OD puede llevar a condiciones
anaeróbicas, que son perjudiciales para las formas de vida acuáticas más altas.
La prueba de DQO se usa a menudo como una alternativa a la DBO debido a
la menor duración del tiempo de prueba.
2.1.8. Sólidos Suspendidos Totales
Los sólidos suspendidos totales (SST) son el peso seco de las partículas
suspendidas, que no se disuelven, en una muestra de agua que puede ser
12
atrapada por un filtro que se analiza utilizando un aparato de filtración. Es un
parámetro de calidad del agua que se utiliza para evaluar la calidad de un
espécimen de cualquier tipo de agua o cuerpo de agua, por ejemplo, agua de
mar o aguas residuales después del tratamiento en una planta de tratamiento
de aguas residuales. Está listado como un contaminante convencional en la
Ley de Agua Limpia de los Estados Unidos (Polo, Torrecillas, & Ángel, 2018).
El total de sólidos disueltos es otro parámetro adquirido a través de un análisis
separado que también se utiliza para determinar la calidad del agua en función
de las sustancias totales que están completamente disueltas dentro del agua,
en lugar de partículas suspendidas no disueltas.
TSS se llamaba anteriormente residuo no filtrable (NFR), pero se cambió a

TSS debido a la ambigüedad en otras disciplinas científicas.
2.1.9. Sólidos Disueltos Totales
Los sólidos disueltos (TDS) son una medida del contenido combinado
disuelto de todas las sustancias orgánicas e inorgánicas presentes en un
líquido en forma suspendida molecular, ionizada o microgranular (sol coloidal).
En general, la definición operativa es que los sólidos deben ser lo
suficientemente pequeños para sobrevivir a la filtración a través de un filtro con
poros de dos micrómetros (tamaño nominal o más pequeños). Los sólidos
disueltos totales se discuten normalmente solo para sistemas de agua dulce, ya
que la salinidad incluye algunos de los iones que constituyen la definición de
TDS. La aplicación principal de TDS está en el estudio de la calidad del agua
para arroyos, ríos y lagos, aunque el TDS generalmente no se considera un
contaminante primario (por ejemplo, no se considera que esté asociado con
efectos para la salud), se usa como una indicación de las características
estéticas. de agua potable y como un indicador agregado de la presencia de
una amplia gama de contaminantes químicos.
13
2.2. Fundamentos de Electroquímica
2.2.1. Leyes de la Electrólisis: Leyes de Faraday
Esta ley se caracteriza por fórmulas que son expresadas de forma

cuantitativa debido a las cantidades de electrodos depositados, el nombre de
esta ley se debe a su Michael Faraday quien las enuncio en 1834, para
conocer esta ley es importante explicar que se desglosa en 3, tal como se
explicara a continuación:
 Primera ley de Faraday de la electrólisis: la cantidad de masa que se

deposita en un electrodo es directamente proporcional a la cantidad de
electricidad que ha circulado por el electrodo, lo que es igual a:
Masa desprendida = k (constante) *Q = k.l.t
Donde
Q: carga en culombis
I: intensidad en amperios
t: tiempo en segundo
 Segunda ley de Faraday de la electrólisis: la cantidad de masa

depositada de un elemento a un electrodo es proporcional a su peso
equivalente lo que es igual a peso atómico dividido entre el número de
oxidación), lo que es igual a:
Masa desprendida = k (constante)*peso atómico/nº oxidación
 Tercera ley de Faraday de la electrólisis: la cantidad de electricidad

que es necesaria para que se deposite 1 equivalente gramo de un
elemento es F = 96500 culombios (constante de Faraday), en vista que
1 equivalente gramo es igual al peso atómico/nº de oxidación en
gramos, lo que es igual a:
Masa desprendida = I*t* (peso atómico /nº de oxidación) /96500
14
2.2.2. Conductividad eléctrica
Se considera como una medida de capacidad o de la aptitud que posee un

material para dejar circular de forma libre la corriente eléctrica, cuando se habla
de conductividad se debe tener en cuenta que esta depende de una estructura
atómica y molecular del material, cuando un metal es buen conductor se debe
a que la estructura que poseen tiene más electrones con vínculos débiles, lo
que permite su movimiento, otra característica importante de la conductividad
es que depende de factores físicos del mismo material y de la temperatura
(Hach Company, 2017).
2.2.2.1. Conducción metálica
La conducción metálica entra en aplicación cuando son los metales los que
se encargan de conducir la electricidad, dado que los electrones de valencia
son libres de moverse dentro de la red metálica. La red está formada por iones
atómicos positivos en el metal. Puede haber hasta tres electrones de valencia
en cada átomo de metal (Farrera, 2016). Esto es mucho en comparación con
los no metales. El modelo de unión en metales se puede describir como un mar
de electrones de valencia compartidos por los iones atómicos positivos.
Estos electrones forman un mar de electrones que son relativamente libres

para moverse de un ion metálico positivo a otro. Se dice que los electrones
'libres' están deslocalizados. Tienen movimiento aleatorio a temperaturas
normales, a menudo rebotan entre iones positivos, pero no tienen una dirección
de movimiento uniforme.
Debido a este movimiento aleatorio de electrones, con números iguales

moviéndose en cada dirección, se establece un estado estable. No hay
movimiento neto de carga eléctrica en ninguna dirección. La situación cambia
rápidamente cuando se aplica un campo eléctrico al metal (Hach Company,
2017). El campo eléctrico produce una velocidad neta de los electrones en la
dirección opuesta al campo eléctrico Esto da como resultado un movimiento
15
neto de carga eléctrica en una dirección, es decir, una deriva de electrones. En
otras palabras, una corriente fluye.
Incluso cuando se aplica un campo eléctrico a través del conductor, el paso

de los electrones a través del conductor no es directo. La velocidad del
movimiento de electrones dentro del conductor es del orden de 1.6×10 6 ms –1,
–5
La velocidad de deriva de electrones es del orden de 1×10 ms –1. La razón
de esta discrepancia es que los electrones se mueven en direcciones
mayormente aleatorias dentro del material conductor, aún colisionando con
iones positivos en su camino. Simplemente tienen una desviación neta hacia
delante inducida por el campo eléctrico (Carreño & L., 2017).
 Conductores metálicos
La conductividad eléctrica es la cantidad medida de la generación actual

creada en la superficie de un objetivo metálico. Más simplemente, es la
facilidad con que una corriente eléctrica puede fluir a través de un metal.
Los conductores eléctricos poseen partículas móviles cargadas

eléctricamente, conocidas como "electrones" en metales. Cuando se aplica una
carga eléctrica a un metal en ciertos puntos, los electrones se moverán y
permitirán que pase la electricidad (Quintela & Redondo, 2015). Los materiales
con alta movilidad de electrones son buenos conductores y los materiales con
baja movilidad de electrones no son buenos conductores, en lugar de esto se
conocen como "aislantes".
Entonces, si todos los metales conducen la electricidad, según la

clasificación que le proporciona la Norma Internacional de Cobre Recocido,
como Material IACS:
16
Tabla 2. Clasificación de materiales IACS
Clasificación Metal % de conductividad

1 Plata 105%
2 Cobre 100%
3 Oro 70%
4 Aluminio 61%
5 Latón 28%
6 Zinc 27%
7 Níquel 22%
8 Hierro 17%
9 Estaño 15%
10 Bronce fosforado 15%
11 Acero 3% -15%
12 Plomo 7%
La plata es el mejor conductor de electricidad porque contiene un mayor

número de átomos móviles (electrones libres). Para que un material sea un
buen conductor, la electricidad que pasa a través de él debe poder mover los
electrones; Cuantos más electrones libres hay en un metal, mayor es su
conductividad (Rodriguez, 2015). Sin embargo, la plata es más cara que otros
materiales y no se usa normalmente a menos que se requiera para equipos
especializados como satélites o placas de circuitos.
El cobre es menos conductor que la plata, pero es más barato y se usa

comúnmente como un conductor efectivo en electrodomésticos. La mayoría de
los cables están recubiertos de cobre y los núcleos de los electroimanes
normalmente están envueltos con cable de cobre. El cobre también es fácil de
soldar y envolver en cables, por lo que a menudo se usa cuando se requiere
una gran cantidad de material conductor.
2.2.2.2. Conducción electrolítica
Esta consiste en una corriente que circula por medio de líquidos,

comportándose diferente, cuando los materiales se disuelven en una solución o
derriten las moléculas se separan en diferentes elementos, al suceder esto
17
algunos llevan carga positiva o iones positivos y otros llevan carga negativa o
iones negativos.
 Semiconductores
Los materiales se pueden dividir en tres categorías: conductores que

permiten que los electrones fluyan a través de ellos, aislantes que evitan el flujo
de electrones y semiconductores que solo permiten que los electrones fluyan
bajo ciertas condiciones. La diferencia entre ellos puede explicarse mejor por la
diferencia en sus brechas de banda.
Un intervalo de banda es un rango de energía en un material donde no

puede existir ningún electrón. Los conductores no tienen separación de banda,
por lo que los electrones pueden moverse libremente a través de ellos para
generar una corriente eléctrica. Los aislantes como el aceite, el vidrio, el
caucho y la cerámica tienen un gran espacio de banda que impide el flujo de
electrones (Mercado & Facio, 2016). Los semiconductores, en contraste, tienen
un pequeño espacio de banda, y el flujo de electrones y agujeros de electrones
se puede controlar agregando impurezas al material.
Los semiconductores se emplean en la fabricación de diversos tipos de

dispositivos electrónicos, incluidos diodos, transistores y circuitos integrados.
Estos dispositivos han encontrado una amplia aplicación debido a su
compacidad, confiabilidad, eficiencia de energía y bajo costo. Como
componentes discretos, han encontrado uso en dispositivos de potencia,
sensores ópticos y emisores de luz, incluyendo láseres de estado sólido.
2.2.2.3. Celda electrolítica
Se considera celda electrolítica, a cualquier dispositivo en el que la energía

eléctrica se convierte en energía química, o viceversa. Tal célula consiste
típicamente en dos conductores metálicos o electrónicos (electrodos)
separados uno del otro y en contacto con un electrolito (qv), generalmente un
disuelto o fundido compuesto iónico (Ortega & Chávez, 2018). La conexión de
los electrodos a una fuente de corriente eléctrica directa genera uno de ellos
con carga negativa y el otro con carga positiva. Las células electrolíticas
18
convierten la energía eléctrica en energía química potencial. El proceso se
conoce como electrólisis. El propósito de esto generalmente es convertir los
reactivos en productos más útiles.
En una celda electrolítica, la energía eléctrica se utiliza para iniciar una

reacción de reducción y oxidación que no se produciría espontáneamente.
Todas las celdas electrolíticas contienen tres partes principales: dos electrodos
sólidos (conocidos como el cátodo y el ánodo) y una solución de electrolito
líquido (Gordillo & Alember, 2016). La solución de electrolito conduce la
electricidad porque contiene iones disueltos que se mueven libremente por toda
la solución. El cátodo y el ánodo en una celda electrolítica están conectados a
una fuente de energía eléctrica, como una batería.
En una celda electrolítica, el cátodo siempre está cargado negativamente y

el ánodo está cargado positivamente. Estos dos electrodos están hechos de
materiales que participan en la reacción química (como el cobre, la plata y el
zinc). Estos se llaman electrodos activos. También pueden estar hechos de
materiales químicamente inertes.
2.2.3. Procesos de electrodos
Los procesos de electrodo son las conversiones electroquímicas que ocurren

en una interfaz electrodo-electrolito donde se transfiere una carga a través de
la interfaz y fluye una corriente eléctrica. Dependiendo en la dirección de la
electrónica de flujo (del electrodo para el material de o vice versa) una
distinción se hizo entre catódica y anódicos procesos, que resultan en la
reducción y oxidación, respectivamente, de la materia. La separación espacial
de los procesos de oxidación y reducción se utiliza en fuentes químicas de
corriente eléctrica y para electrólisis.
2.2.3.1. Definición de: Ánodo y Cátodo
Los electrodos son componentes esenciales de las células electroquímicas,

ya que el movimiento de los electrones a través de ellos a través de la
oxidación y la reducción produce una carga eléctrica. Dado que deben ser
19
buenos conductores de la electricidad, generalmente están hechos de metal y
se utilizan comúnmente en celdas de combustible, galvanoplastia y conexión a
tierra. También se utilizan en equipos médicos, como los desfibriladores.
Un ánodo es el electrodo en un dispositivo eléctrico polarizado a través del

cual la corriente fluye desde un circuito externo. El ánodo es el electrodo
positivo que normalmente se oxida, es decir, pierde electrones en una reacción
química dentro de la célula, el mismo puede ser una fuente de carga positiva o
un aceptor de electrones (Alvarado & Avalos, 2014). A la inversa, un cátodo es
el electrodo en un dispositivo eléctrico polarizado a través del cual fluye la
corriente, es la fuente de electrones o un donante de electrones y puede
aceptar carga positiva (Hernán & Ortiz, 2018). Debido a que el cátodo puede
generar electrones, que típicamente son las especies eléctricas que realizan el
movimiento real, se puede decir que los cátodos generan carga o que la
corriente se mueve desde el cátodo al ánodo
En un dispositivo que consume electricidad, el ánodo es el electrodo positivo

cargado. Dichos dispositivos incluyen diodos, celdas electrolíticas en la
producción de hidrógeno y celdas de baterías secundarias en baterías de
recarga. Sin embargo, en un dispositivo que produce energía, el ánodo es el
terminal negativo, debido al flujo de electrones que se invierte. Tales
dispositivos incluyen celdas electrolíticas en la producción de hidrógeno, tubos
de vacío, tubos de rayos catódicos, osciloscopios y celdas de baterías
primarias.
2.2.3.2. Reacciones electroquímicas
Una reacción electroquímica, es considerada como cualquier proceso

causado o acompañado por el paso de una corriente eléctrica e involucra en la
mayoría de los casos la transferencia de electrones entre dos sustancias, una
sólida y otra líquida.
Las interacciones de la materia asociadas con el paso de una corriente

eléctrica dependen de las características de la carga negativa. Como la
partícula básica de la electricidad, el electrón tiene una afinidad por las
partículas cargadas positivamente de materia, protones, ya sea en átomos,
20
grupos de átomos o moléculas. Esta afinidad es análoga a la afinidad química
que las partículas exhiben entre sí (Sandoval, 2015). De hecho, todas las
reacciones químicas resultan de un cambio en la estructura electrónica de los
átomos, y los electrones libres pueden combinarse con partículas de materia
(reducción) o ser liberados por ellos (oxidación).
La relación cuantitativa entre los electrones libres de una corriente eléctrica y

las partículas de una sustancia en la que causan una reacción está definida por
las leyes de Faraday, las sustancias que participan en las reacciones
electroquímicas, llamadas electrolitos o conductores iónicos. Los electrones
están disponibles en grandes cantidades en un estado relativamente libre
(móvil) solo en sustancias llamadas conductores electrónicos, entre los cuales
los metales son los más importantes. Por lo tanto, un conductor de electrones
debe estar presente como un componente básico de cualquier sistema en el
que se produzcan reacciones electroquímicas.
 Mecanismo General de las reacciones electroquímicas
El mecanismo de reacción electroquímica describe la secuencia de

reacciones elementales que deben ocurrir para pasar de los reactivos a los
productos. Los intermedios de reacción se forman en un paso y luego se
consumen en un paso posterior del mecanismo de reacción. El paso más lento
en el mecanismo se denomina paso de determinación de velocidad o de
limitación de velocidad. Las causas del comportamiento termodinámicamente
irreversible de las reacciones de los electrodos se encuentran en la naturaleza
del acto elemental de transferencia de carga. Como cualquier reacción química,
este acto es inhibido por la existencia de una barrera de energía entre el estado
oxidado y el estado reducido (Sola, 2015).
Esta barrera implica que la reacción podría tener lugar solo en circunstancias
especiales cuando, durante el curso de numerosas interacciones con otras
especies (átomos, iones, moléculas, entre otros.) que la rodean, una molécula
alcanza un estado excitado en el que tiene una anomalía de contenido
energético. En la mayoría de las reacciones químicas, este contenido de
21
energía debe ser suficiente para que la especie entre en lo que se llama
transición de estado. El estado de transición caracteriza la parte superior de la
barrera de energía justo antes de que comience la reacción.
2.2.3.3. Velocidad de Reacción
La cinética es el estudio de la velocidad de una reacción química. Algunas

reacciones químicas son rápidas; otros son lentos. A veces los químicos
quieren acelerar los lentos y ralentizar los rápidos. Para que ocurra una
reacción, debe haber una colisión entre los reactivos en el sitio reactivo de la
molécula. Cuanto más grandes y complejas sean las moléculas reactivas,
menor será la posibilidad de colisión en el sitio reactivo. En ciertas ocasiones,
en moléculas muy complejas, el sitio reactivo está totalmente bloqueado por
otras partes de la molécula, por lo que no se produce ninguna reacción
(Sanchez & Corral, 2016).
Puede haber muchas colisiones, pero solo las que ocurren en el sitio
reactivo tienen alguna posibilidad de provocar una reacción química. Hay varios
factores que afectan la velocidad de una reacción:
 Naturaleza de los reactivos.

 Tamaño de partícula de los reactivos.
 Concentración de los reactivos.
 Presión de reactivos gaseosos.
 Temperatura
 Catalizadores
2.2.3.4. Polarización
En la física clásica, se supone que la luz es una onda electromagnética. Las

ondas electromagnéticas se clasifican de acuerdo con su frecuencia, de
manera equivalente, según su longitud de onda. La velocidad de cualquier
onda electromagnética en el espacio libres la velocidad de la luz c = 3 * 10 8 m
/ s. Las ondas electromagnéticas pueden tener cualquier longitud de onda o
frecuencia. La luz visible tiene un rango de longitud de onda de ~ 400 nm a ~
22
700 nm. La luz violeta tiene una longitud de onda de ~ 400 nm y una frecuencia
de ~ 7.5 * 10 14 Hz. La luz roja tiene una longitud de onda de ~ 700 nm y una
frecuencia de ~ 4.3 * 10 14 Hz (C & R, 2017 ).
Las ondas electromagnéticas (EM) están cambiando los campos eléctricos y

magnéticos, transportando energía a través del espacio. Las ondas EM no
requieren medios, pueden viajar a través del espacio vacío. Sea E el vector del
campo eléctrico y B el vector del campo magnético de la onda EM. Para las
ondas electromagnéticas, E y B son siempre perpendiculares entre sí, y
perpendiculares a la dirección de propagación de la onda.
Figura 2 Ondas electromagnéticas.
En general, prestamos más atención al campo eléctrico E, porque los

detectores como el ojo, la película fotográfica con el campo eléctrico. La
polarización es un fenómeno propio de las ondas transversales. Las ondas
longitudinales como el sonido no pueden ser polarizadas. En el diagrama a
continuación, una onda EM se propaga en la dirección x, el campo eléctrico
oscila en el plano x y y el campo magnético oscila en el plano xz. Una línea
traza el vector del campo eléctrico a medida que la onda se propaga.
2.2.3.5. Sobretensión
Las sobretensiones de impulsos son sobretensiones a corto plazo, que

duran desde un par de nanosegundos hasta un par de milisegundos,
consistente en una de las manifestaciones más notorias y dañinas de
interferencia electromagnética y representa una amenaza, especialmente para
los equipos electrónicos que contienen componentes semiconductores
(Barrado & Rodríguez, 2017).
23
Cuando el voltaje en un circuito o parte de él se eleva por encima de su
límite superior de diseño, esto se conoce como sobretensión. Las condiciones
pueden ser peligrosas. Dependiendo de su duración, el evento de sobretensión
puede ser transitorio (un pico de voltaje) o permanente, lo que lleva a una
subida de tensión.
Esta condición de sobretensión puede dañar el aislamiento de varios

equipos y aisladores del sistema de potencia. Sin embargo, todas son lo
suficientemente fuertes como para dañar el aislamiento del sistema, pero si
deben evitarse para garantizar el buen funcionamiento del sistema de
alimentación eléctrica. Las sobretensiones pueden ser de tipo anormales
destructivas y no destructivas, las destructivas pueden eliminar el sistema
mediante protección contra sobretensiones.
2.3. Fundamentos de química coloidal
2.3.1. Coloide
Un coloide es una solución que tiene partículas que varían entre 1 y 1000
nanómetros de diámetro, pero que aún pueden permanecer distribuidas
uniformemente en toda la solución. Estas también se conocen como
dispersiones coloidales porque las sustancias permanecen dispersas y no se
depositan en el fondo del recipiente. En los coloides, una sustancia se dispersa
uniformemente en otra. La sustancia que se dispersa se conoce como que está
en la fase dispersa, mientras que la sustancia en la que se dispersa está en la
fase continua (Caballero & Karina, 2017).
Para ser clasificada como un coloide, una sustancia en la fase dispersa debe
ser más grande que el tamaño de una molécula, pero más pequeña de lo que
se puede ver a simple vista. Esto se puede cuantificar con mayor precisión, ya
que una o más de las dimensiones de la sustancia deben estar entre 1 y 1000
nanómetros. Si las dimensiones son menores que esto, la sustancia se
considera una solución y si son más grandes que la sustancia es una
suspensión.
24
2.3.2. Sistema de coloide
El sistema coloidal o dispersión coloidal es un sistema heterogéneo que se

compone de fase dispersa y medio de dispersión. En la dispersión coloidal, una
sustancia se dispersa como partículas muy finas en otra sustancia llamada
medio de dispersión. En caso de polvo, las partículas sólidas se dispersan en el
aire como medio de dispersión.
El medio de dispersión puede ser un gas, un líquido o un sólido y la fase

dispersa también puede ser cualquiera de estos, con la excepción de un gas en
otro. Un sistema de partículas líquidas o sólidas dispersadas coloidalmente en
un gas se llama aerosol. Un sistema de sustancia sólida o líquido insoluble en
agua dispersado coloidalmente en agua líquida se llama hidrosol. No existe una
línea clara de demarcación entre soluciones verdaderas y sistemas coloidales o
entre meras suspensiones y sistemas coloidales.
Cuando las partículas de la fase dispersa son más pequeñas que

aproximadamente 10 -3µm de diámetro, el sistema comienza a asumir las
propiedades de una verdadera solución; cuando las partículas dispersas son
mucho más grandes que 1 μm, la separación de la fase dispersada del medio
dispersante llega a ser tan rápida que el sistema se considera mejor como
una suspensión (Olvera & Monroy, 2017).
2.3.3. Clasificación de los coloides
2.3.3.1. Coloides hidrófobos
Un coloide hidrófobo, o emulsión, se define como un sistema coloide donde

las partículas son polímeros hidrófobos. Como el coloide no interactúa con el
solvente acuoso, los coloides hidrofóbicos son inherentemente inestables y
generalmente no se forman espontáneamente. Para formar la emulsión se
necesita un aporte energético, mediante agitación, agitación u
25
homogeneización. Con el tiempo, una emulsión tiende a separarse, porque la
separación la pone en un estado más estable (Vega & Milagros, 2016).
Los coloides hidrófobos se pueden preparar en agua solo si se estabilizan de

alguna manera. De lo contrario, su falta natural de afinidad por el agua hace
que se separen del agua. Los coloides hidrófobos se pueden estabilizar por
adsorción de iones en su superficie, la adsorción se refiere a la adherencia a
una superficie. Estos iones adsorbidos pueden interactuar con el agua,
estabilizando así el coloide. Al mismo tiempo, la repulsión mutua entre
partículas coloidales con iones adsorbidos de la misma carga evita que las
partículas colisionen y se vuelvan más grandes.
2.3.3.2. Coloides hidrófilos
Un coloide hidrófilo, o hidrocoloide, se define como un sistema coloidal en el

que las partículas coloidales son polímeros hidrófilos dispersos en agua. Los
hidrocoloides pueden ser reversibles o irreversibles (estado único). Por
ejemplo, el agar es un hidrocoloide reversible de extracto de algas marinas;
puede existir en estado gel o líquido y puede alternar entre estados con
calentamiento o enfriamiento, muchos hidrocoloides se derivan de fuentes
naturales (Olmos, 2017).
2.3.4. Coagulación
El proceso de coagulación implica la adición del producto químico (por

ejemplo, alumbre) y luego una mezcla rápida para disolver el producto químico
y distribuirlo de manera uniforme en toda el agua. En la coagulación,
agregamos un químico como el alumbre que produce cargas positivas para
neutralizar las cargas negativas en las partículas. Luego, las partículas se
pueden pegar, formando partículas más grandes que se eliminan más
fácilmente (Chaves & Benavides, 2015).
La coagulación desestabiliza las cargas de las partículas. Los coagulantes

con cargas opuestas a las de los sólidos suspendidos se agregan al agua para
26
neutralizar las cargas negativas en sólidos dispersables no dispersables como
la arcilla y sustancias orgánicas. Una vez que se neutraliza la carga, las
partículas pequeñas suspendidas son capaces de pegarse entre sí. Las
partículas ligeramente más grandes que se forman a través de este proceso se
llaman microflocs y aún son demasiado pequeñas para ser visibles a simple
vista.
Se necesita una mezcla rápida de alta energía para dispersar

adecuadamente el coagulante y promover las colisiones de partículas para
lograr una buena coagulación y formación de los microflocs. La mezcla
excesiva no afecta la coagulación, pero la mezcla insuficiente puede provocar
que este no se complete.
2.3.5. Floculación
El proceso por el cual el tamaño de las partículas aumenta como resultado

de la colisión de partículas. Las partículas forman agregados o flóculos de
partículas finamente divididas y de partículas químicamente desestabilizadas y
luego se pueden eliminar por sedimentación o filtración. La floculación se usa a
menudo en combinación con la coagulación. La floculación, una etapa de
mezcla suave, aumenta el tamaño de partícula de microfloculos
submicroscópico a partículas suspendidas visibles.
Los microfloculos se ponen en contacto unos con otros a través del proceso
de mezcla lenta. Las colisiones de las partículas del microfloculos hacen que se
unan para producir flóculos más grandes y visibles. El tamaño del floculos
continúa creciendo a través de colisiones adicionales e interacción con
polímeros inorgánicos formados por el coagulante o con polímeros orgánicos
agregados. Se forman macrofloculos. Los polímeros de alto peso molecular,
llamados coagulantes auxiliares, pueden agregarse durante este paso para
ayudar a salvar, unir y fortalecer el floculos, agregar peso y aumentar la tasa de
sedimentación (Chaves & Benavides, 2015).
27
2.4. Electrocoagulación
2.4.1. ¿Qué es la electrocoagulación?
La electrocoagulación es una tecnología de tratamiento de amplio espectro

que elimina los sólidos suspendidos totales, metales pesados, aceites
emulsionados, bacterias y otros contaminantes del agua. A medida que el agua
pasa a través de la celda de electrocoagulación, se producen múltiples
reacciones simultáneamente. En primer lugar, un ion metálico se introduce en
el agua. En la superficie del cátodo, el agua se hidroliza en hidrógeno gas y
grupos hidroxilo. Mientras tanto, los electrones fluyen libremente para
desestabilizar las cargas superficiales en sólidos suspendidos y aceites
emulsionados (Gomez, 2018).
A medida que la reacción continúa, se forman grandes flóculos que

contienen sólidos suspendidos, metales pesados, aceites emulsionados y otros
contaminantes. Finalmente, los flóculos se eliminan del agua en pasos de
proceso de separación y filtración de sólidos aguas abajo. La
electrocoagulación se puede integrar en procesos de tratamientos nuevos o
existentes. Dependiendo de la aplicación, los pasos finales de separación de
sólidos se pueden realizar utilizando tanques de sedimentación, flotación por
aire disuelto, filtración de medios, ultrafiltración y otras tecnologías para lograr
los objetivos de calidad del agua.
2.4.2. Mecanismo de la electrocoagulación
El interés en los métodos electroquímicos para el tratamiento de aguas

residuales, como la electrocoagulación, está creciendo de manera permanente.
Los métodos electroquímicos también se consideran métodos prometedores
para el tratamiento del agua, este tipo de procesos consisten en generar en el
agua cationes metálicos por electrodisolución de ánodos solubles (por ejemplo,
en hierro o aluminio), donde los cationes formados in situ desestabilizan las
partículas finamente dispersadas por la carga y neutralización, conducen cerca
de los ánodos a las formas de hidróxido, el cual adsorbe la materia disuelta por
28
constitución de flóculos grandes y estables que contienen menos agua ligada
(Apraez & Garcia, 2015).
2.4.3. Reactor para la electrocoagulación
El reactor utilizado para realizar la electrocoagulación en una operación por

batch, en su forma más simple, está formado por una celda electroquímica con
un ánodo y un cátodo dispuestos en forma vertical y conectados a una fuente
de energía externa. El material anódico se corroe eléctricamente debido a la
oxidación, mientras que el cátodo permanece pasivo (Canto & Perez, 2017).
El sistema para la electrocoagulación requiere de una fuente de corriente

directa, un regulador de densidad de corriente y de un multímetro para leer los
valores de corriente.
Figura 3 Reactores para electrocoagulación tipo Batch: a) Reactor con electrodos

monopolares conectados en paralelo, b) Reactor con electrodos monopolares
conectados en serie.
La electrocoagulación se puede utilizar en el tratamiento de aguas

residuales. La electrocoagulación implica el uso de corriente eléctrica para
eliminar los contaminantes de las aguas residuales, el reactor es un método
que se utiliza para el tratamiento de una corriente de fluido, el mismo incluye
una celda cilíndrica no corrosiva que aloja una pluralidad de placas de
electrodo apiladas horizontalmente. Las placas de electrodo se mantienen en
un par de insertos no conductores acanalados, de forma creciente.
29
2.4.4. Proceso de Electrocoagulación
La electrocoagulación, el paso de la corriente eléctrica a través del agua, ha

demostrado ser muy eficaz en la eliminación de contaminantes del agua. Los
sistemas de electrocoagulación existen desde hace muchos años utilizando
una variedad de geometrías de ánodos y cátodos, como placas, bolas, esferas
de Lech.
Existen una serie de procesos físicos y químicos que ocurren durante la

electrolisis, donde el lado positivo sufre reacciones anódicas, mientras que el
negativo sufre reacciones catódicas. Las placas de metal, tales como hierro o
aluminio son utilizadas como electrodo de sacrificio o placa consumible que
aporta iones al sistema. Estos iones liberados neutralizan las cargas de las
partículas desestabilizando los sistemas de suspensión de los contaminantes
dando inicio a la coagulación (Cuicas & Abreu).
Los iones liberados remueven cualquier contaminante, bien sea por reacción
química y precipitación o agregando materiales coloidales que bien pueden
flotar o precipitarse. Además, como el agua contiene partículas coloidales,
aceites u otros contaminantes, éstos se mueven a través del campo eléctrico
aplicado y pueden ionizarse, sufrir reacciones de electrólisis o de hidrólisis o
formar radicales libres que alteran las propiedades físicas y químicas del agua
y de los contaminantes, resultando en un estado reactivo y excitado lo cual es
causa de la liberación, destrucción o insolubilidad de los contaminantes.
La electrocoagulación desestabiliza los contaminantes suspendidos,

emulsionados o disueltos en un medio acuoso mediante la introducción de
corriente eléctrica en el medio. La corriente eléctrica proporciona la fuerza
electromotriz que provoca las reacciones químicas (Gomez, 2018).
2.4.5. Ventajas del Sistema
Los reactores de electrocoagulación se han construido en varias

configuraciones. Cada sistema tiene su propio conjunto de ventajas y
desventajas, entre las cuales se encuentran diversos grados de capacidad de
30
tratamiento. A menudo, las unidades de electrocoagulación se usan
simplemente como un reemplazo para los sistemas de dosificación química y
no siempre aprovechan los gases electrolíticos producidos en el proceso de
electrocoagulación (Ruiz, 2015).
La geometría del reactor afecta a varios parámetros operacionales,

incluyendo la trayectoria y el tamaño de la burbuja, la efectividad de la flotación,
la formación de flóculos, el régimen de flujo de fluido y las características de
mezcla / sedimentación. De la literatura científica, el enfoque más común
consiste en electrodos de aluminio y placa de hierro con modo de operación
por lotes o continuo. En un sistema continuo, el agua a tratar se dosifica con
iones metálicos disueltos a medida que pasa a través de la celda de
electrocoagulación. A menudo se requiere una unidad aguas abajo para
separar el contaminante del agua.
Las ventajas de la tecnología de electrocoagulación se detallan a

continuación:
 La electrocoagulación requiere equipo simple y es fácil de operar.

 Las aguas residuales tratadas proporcionan agua clara, incolora e
inodora.
 Los lodos formados tienden a ser fácilmente configurables y fáciles de
eliminar del agua, ya que están compuestos principalmente de óxidos
/ hidróxidos metálicos. Por encima de todo, es una técnica de baja
producción de lodos.
 Los flóculos formados son similares a los de los químicos, excepto
que los flóculos de la EC tienden a ser mucho más grandes,
contienen menos agua unida, son resistentes a los ácidos y más
estables y, por lo tanto, se pueden separar más rápido por filtración.
 Produce efluentes con menos contenido total de sólidos disueltos en
comparación con los tratamientos químicos. Si se reutiliza esta agua,
el bajo nivel de solidos disueltas contribuye a un menor costo de
recuperación de agua.
31
 El proceso tiene la ventaja de eliminar las partículas coloidales más
pequeñas, ya que el campo eléctrico aplicado las pone en movimiento
más rápido, lo que facilita la coagulación.
2.4.6. Factores que afectan la electrocoagulación
Existen varios parámetros que afectan la eficiencia de la electrocoagulación

para eliminar los contaminantes del agua. (Poma & Quispe, 2016) Los factores
que se sabe tienen un efecto son:
 Densidad de corriente: El suministro de corriente al sistema de

electrocoagulación determina la cantidad de iones de aluminio Al +3 o
hierro Fe+2 liberados por los respectivos electrodos. Cuando se usa
una corriente demasiado grande, hay una transformación de energía
eléctrica en energía calórica que calienta el agua. Una densidad de
corriente demasiado grande produciría una disminución significativa
en la eficacia.
 P: La sal aumenta la conductividad del agua residual. Se ha

encontrado que los iones de cloruro pueden reducir los efectos
adversos de iones como HCO3 - y SO4, pues la presencia de iones
carbonatos o sulfatos pueden conducir a la precipitación de Ca +2 y
Mg+2 produciendo una capa insoluble depositada sobre los electrodos,
que aumentaría el potencial entre los electrodos decreciendo así la
eficiencia de la corriente. Se recomienda, sin embargo, que para un
proceso de electrocoagulación normal se mantengan cantidades de
Cl- del 20%.
 pH: El efecto del pH en la electrocoagulación se refleja en la

eficiencia de la corriente y se relaciona con la disolución del hidróxido
del metal se ha encontrado que el rendimiento del proceso depende
de la naturaleza del contaminante y la mejor remoción se ha
observado para valores de pH cercanos a 7. No obstante a pH neutral
32
el consumo de energía es alto, debido a que hay variación de la
conductividad. Cuando la conductividad es alta, el efecto del pH no es
significativo. El pH después de la electrocoagulación podría
incrementarse para aguas residuales ácidas, pero decrecer para
aguas alcalinas.
 Temperatura: La eficiencia en la corriente incrementa inicialmente

hasta llegar a 60º C punto donde se hace máxima, para luego
decrecer. El incremento de la eficiencia con la temperatura es
atribuido al incremento en la actividad de destrucción de la película de
óxido de aluminio de la superficie del electrodo.
2.4.7. Mecanismo de remoción de contaminantes
La electrocoagulación se ha utilizado principalmente para tratar las aguas

residuales de las industrias de celulosa y papel, la minería y las industrias de
procesamiento de metales. Además, se ha aplicado para tratar el agua que
contiene desechos de productos alimenticios, desechos de aceite, colorantes,
partículas suspendidas, desechos químicos y de pulido mecánico, y materia
orgánica de lixiviados de vertederos, defluoración de agua, efluentes
detergentes sintéticos, desechos de minas y metales pesados que contienen
solución. (Caviedes & Muñoz, 2015). La aplicación se puede dividir en
mecanismos generales de remoción, descritos de la siguiente manera:
 Eliminación de iones metálicos e hidróxidos de soluciones sintéticas,

aguas subterráneas o aguas residuales. Normalmente, se puede
obtener una eliminación alta o completa cuando se optimizan los
parámetros de tratamiento. Los electrodos de aluminio, hierro y
combinación pueden usarse en el sistema de electrocoagulación.
 Eliminación de material orgánico de aguas residuales o soluciones

sintéticas. La eliminación alta (> 70%) se obtiene típicamente con
parámetros óptimos. Se pueden utilizar electrodos de aluminio, hierro
y combinación. En general, los electrodos de hierro proporcionan una
33
mayor eliminación de materia orgánica, mientras que una mayor
eliminación del color se obtiene con electrodos de aluminio.
 Purificación de aguas superficiales a partir de materia orgánica

natural, contaminantes inorgánicos o microbios. Típicamente alta
eliminación de contaminantes (> 90%). Los electrodos de aluminio se
usan más comúnmente que los electrodos de hierro en estas
aplicaciones.
2.4.8. Optimización del proceso de electrocoagulación
Los objetivos de la optimización del sistema electrocoagulación son

aumentar la respuesta de la potencia de eliminación de contaminantes
existentes en las aguas residuales. Los parámetros más importantes para la
optimización del proceso de electrocoagulación se destacan la densidad de
corriente y la carga eléctrica encargadas de la determinación de metal liberado
en el sistema. Para el funcionamiento del proceso se recomienda el uso de
densidades de corriente inferiores a 20 - 25A (Perez, 2017).
Una de las sales más utilizados para aumentar la conductividad del agua es
el cloruro de sodio: cuando esta no presenta valor elevados de conductividad,
los iones de cloruros ayudan a contrarrestar los efectos negativos de aniones
como el HCO3- y el SO42-.
2.5. Ozonización
2.5.1. ¿Qué es ozonización?
Es una técnica de tratamiento químico del agua basada en la infusión de

ozono en agua. El ozono es un gas compuesto de tres átomos de oxígeno
(O3), que es uno de los oxidantes más poderosos. La ozonización es un tipo de
proceso de oxidación avanzada, que implica la producción de especies de
34
oxígeno muy reactivas capaces de atacar una amplia gama de compuestos
orgánicos y todos los microorganismos (Espinosa & Fernandez, 2016).
El tratamiento del agua con ozono tiene una amplia gama de aplicaciones,
ya que es eficaz tanto para la desinfección como para la degradación de
contaminantes orgánicos e inorgánicos. El ozono se produce con el uso de
energía al someter el oxígeno (O2) a un alto voltaje eléctrico o a UV radiación.
Las cantidades requeridas de ozono se pueden producir en el punto de uso,
pero la producción requiere mucha energía.
2.5.2. Aplicación del ozono en el tratamiento de aguas residuales
Debido a sus excelentes cualidades de desinfección y oxidación, el ozono se

usa ampliamente para el tratamiento de agua potable. El ozono se puede
agregar en varios puntos de todo el sistema de tratamiento, como durante la
peroxidación, la oxidación intermedia o la desinfección final. Por lo general, se
recomienda usar ozono para la peroxidación. Después de la ozonización, estos
filtros pueden eliminar la materia orgánica restante, importante para la
desinfección final de las aguas residuales (Ramirez & Asela, 2016). Esta
combinación tiene varios beneficios:
 Eliminación de materia orgánica e inorgánica

 Eliminación de micro contaminantes, como pesticidas
 Mejora de la floculación / coagulación
 Proceso de decantación - Mejora de la desinfección y reducción de
los subproductos de la desinfección
 Eliminación de olores
La eliminación es aún mayor cuando el ozono se usa en combinación con un

coagulante. Esto se debe a que el ozono puede mejorar el proceso de
coagulación.
35
2.5.3. Ozonización en medio alcalino
Cuando el ozono se agrega al agua, una compleja cadena de reacciones da

como resultado la formación de radicales, como los radicales hidroxilos (· OH).
El radical hidroxilo es más fuerte que el ozono mismo. La oxidación con ozono
molecular ocurre lentamente en contraste con la oxidación con radicales
hidroxilos que ocurre muy rápidamente. Los parámetros de calidad del agua,
como el pH, tienen un impacto significativo en la ozonización.
Se requieren diferentes dosis de ozono para diferentes niveles de pH. Un pH

más alto facilita la descomposición del ozono debido a una mayor formación de
radicales hidroxilos; mientras que un pH más bajo (menos de 7.0) reduce la
descomposición del ozono, lo que resulta en concentraciones más altas de
ozono molecular. La tasa de descomposición del ozono aumenta
significativamente (debido a la formación de OH) cuando el pH es mayor que
8,0 (Gonzalez & Ruiz, 2014).
Además del pH, otros parámetros de calidad del agua pueden afectar la
ozonización y el mantenimiento de los residuos de ozono. Mayor alcalinidad
afecta el control del pH. La turbidez, la materia orgánica y el color aumentan la
demanda de ozono. Inorgánicos como el hierro y el manganeso también
aumentan la demanda de ozono. Las propiedades desinfectantes y oxidativas
son relativamente independientes de la temperatura; sin embargo, a medida
que las temperaturas aumentan, la solubilidad del ozono en el agua disminuye .
2.5.4. Oxidación avanzada
Los procesos de oxidación avanzada (AOP) son métodos eficientes para

eliminar la contaminación orgánica que no se degrada mediante procesos
biológicos. Estos procesos son un conjunto de procesos que involucran la
producción de especies de oxígeno muy reactivas capaces de destruir una
amplia gama de compuestos orgánicos. Los AOP son impulsados por fuentes
de energía externas, como la energía eléctrica, la radiación ultravioleta (UV) o
36
la luz solar, por lo que estos procesos suelen ser más costosos que el
tratamiento de aguas residuales biológicas convencionales (Pelayo, 2018).
Además, los procesos de oxidación avanzada se pueden aplicar para la

desinfección de agua, aire y para la remediación de suelos contaminados. La
oxidación avanzada implica varios pasos que se explica a continuación:
 Formación de oxidantes fuertes (por ejemplo, radicales hidroxilos).

 Reacción de estos oxidantes con compuestos orgánicos en el agua
produciendo intermedios biodegradables.
 Reacción de intermedios biodegradables con oxidantes conocidos
como mineralización (es decir, producción de agua, dióxido de
carbono y sales inorgánicas).
2.5.5. Ventajas de la ozonización
El ozono se ha utilizado en el tratamiento del agua desde finales del siglo 19.
Hoy en día, se aplica para la desinfección del agua potable, para la eliminación
de efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales en un proceso
llamado ozonización, así como para la degradación de contaminantes
orgánicos e inorgánicos en las aguas residuales (Cortes, 2016). El proceso
antes menciona presenta las siguientes ventajas:
 Reacciona rápidamente con bacterias, virus y protozoos en un amplio

rango de pH.
 Propiedades germicidas más fuertes que la cloración.
 No se agregan productos químicos al agua.
 También es eficiente para la degradación orgánica y la eliminación de
sustancias inorgánicas.
 Elimina color y olor.
37
2.6. Fundamentación del tratamiento de Efluentes líquidos
2.6.1. Factores físicos y químicos que afectan la calidad del agua
Las pruebas de calidad del agua son una parte importante del monitoreo
ambiental. Cuando la calidad del agua es pobre, afecta no solo a la vida
acuática, sino también al ecosistema circundante. Su afectación se puede
determinar de dos factores detallando los parámetros que afectan la calidad del
agua en el ambiente. Estas propiedades pueden ser factores físicos, químicos
o biológicos (Espejo & Patiño, 2018).
Las propiedades físicas de la calidad del agua incluyen la temperatura y la

turbidez. Las características químicas involucran parámetros como el pH y el
oxígeno disuelto. Los indicadores biológicos de la calidad del agua incluyen
algas y fitoplancton. Estos parámetros son relevantes no solo para los estudios
de aguas superficiales de los océanos, lagos y ríos, sino también para los
procesos de aguas subterráneas e industriales.
Las siguientes propiedades del agua son importantes para determinar la

calidad del agua:
 Temperatura: La temperatura del agua es importante para los peces y

las plantas acuáticas. La temperatura puede afectar el nivel de oxígeno,
así como la capacidad de los organismos para resistir ciertos
contaminantes.
 Acidez - pH: la medición del pH es una medida de la cantidad de iones

de hidrógeno (H +) presente en una sustancia como el agua. Saber la
cantidad de hidrógeno en una sustancia nos permite juzgar si es ácido,
neutro o básico.
 Oxígeno disuelto: una pequeña cantidad de oxígeno, aproximadamente

diez moléculas de oxígeno por millón de moléculas de agua, se disuelve
38
en agua. Los peces y los organismos microscópicos necesitan oxígeno
disuelto para sobrevivir.
 Turbidez: La turbidez hace que el agua se vea turbia u opaca. La

turbidez es la cantidad de materia particulada (como arcilla, limo,
plancton u organismos microscópicos) suspendida en el agua.
 Conductancia específica: la conductancia específica mide la capacidad

del agua para conducir una corriente eléctrica. Depende de la cantidad
de sólidos disueltos, como la sal, en el agua.
 Dureza: la cantidad de calcio y magnesio disueltos en el agua determina

su "dureza".
 Sedimento en suspensión: el sedimento en suspensión es la cantidad

de suelo que circula en el agua. La cantidad depende en parte de la
velocidad del flujo de agua. El agua que fluye rápidamente puede
recoger y sostener, o suspender, más suelo que el agua tranquila.
2.6.2. Norma de calidad Ambiental y Descarga de Efluentes

(Recurso Agua) Acuerdo Ministerial 097A
La presente norma técnica ambiental revisada y actualizada es dictada bajo

el amparo de la Ley de Gestión Ambiental y del Reglamento a la Ley de
Gestión Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental
y se somete a las disposiciones de éstos, es de aplicación obligatoria y rige en
todo el territorio nacional. La presente norma técnica determina o establece:
Los principios básicos y enfoque general para el control de la contaminación

del agua;
1. Las definiciones de términos importantes y competencias de los

diferentes actores establecidas en la ley;
39
2. Los criterios de calidad de las aguas para sus distintos usos;
3. Los límites permisibles, disposiciones y prohibiciones para las descargas
en cuerpos de aguas o sistemas de alcantarillado;
4. Permisos de descarga;
5. Los parámetros de monitoreo de las descargas a cuerpos de agua y
sistemas de alcantarillado de actividades industriales o productivas, de
servicios públicas o privadas;
6. Métodos y procedimientos para determinar parámetros físicos, químicos
y biológicos con potencial riesgo de contaminación del agua.
2.6.3. Objeto de la norma
La norma tiene como objeto la Prevención y Control de la Contaminación

Ambiental, en lo relativo al recurso agua. El objetivo principal de la presente
norma es proteger la calidad del recurso agua para salvaguardar y preservar
los usos asignados, la integridad de las personas, de los ecosistemas y sus
interrelaciones y del ambiente en general. Las acciones tendientes a preservar,
conservar o recuperar la calidad del recurso agua deberán realizarse en los
términos de la presente Norma.
2.6.4. Criterios Generales para la descarga de efluentes
Principios básicos para descarga de efluentes:
1. Los laboratorios que realicen los análisis de muestras de agua de

efluentes o cuerpos receptores deberán estar acreditados por el SAE.
2. De acuerdo con su caracterización toda descarga puntual al sistema de
alcantarillado y toda descarga puntual o no puntual a un cuerpo receptor,
deberá cumplir con las disposiciones de esta Norma.
3. Los sedimentos, lodos de tratamiento de aguas residuales y otras tales
como residuos del área de la construcción, cenizas, cachaza, bagazo, o
cualquier tipo de desecho doméstico o industrial, no deberán disponerse
en aguas superficiales, subterráneas, marinas, de estuario, sistemas de
40
alcantarillado y cauces de agua estacionales secos o no, y para su
disposición deberá cumplirse con las normas legales referentes a los
desechos sólidos peligrosos o no peligrosos, de acuerdo a su
composición.
4. Para efectos del control de la contaminación del agua por la aplicación

de agroquímicos en áreas no anegadas, se establece lo siguiente:
a. Para la aplicación de agroquímicos, se establece una franja de

seguridad de 60 metros sin barreras vivas y 30 metros con
barreras vivas respecto a áreas sensitivas tales como ríos,
esteros y cuerpos hídricos principales, que no estén destinados
para el consumo humano. Para otros cuerpos hídricos, tales
como canales internos de los cultivos, se establece la siembra de
plantas nativas para la protección de estas fuentes de agua. Las
barreras vivas deberán ser implementadas con especies nativas
aprobadas por la Autoridad Ambiental Nacional, las mismas que
constituirán barreras naturales respecto a acuíferos principales,
las que deberán tener 30 metros de ancho y una altura mayor a la
del cultivo. Así también, se deberán respetar las zonas de
protección permanente de todos cuerpos de agua.
b. La aplicación de agroquímicos en cultivos que requieran áreas

anegadas artificialmente, requerirá la autorización del Ministerio
del Ambiente, para lo cual se requiere el informe previo del
Ministerio de Agricultura y Ganadería.
c. Además de las disposiciones contenidas en la presente Norma,

se deberá cumplir las demás de carácter legal y reglamentario
sobre el tema.
5. Se prohíbe la utilización de cualquier tipo de agua, con el propósito de

diluir los efluentes líquidos no tratados.
41
6. Se prohíbe toda descarga de residuos líquidos a las vías públicas,
canales de riego y drenaje o sistemas de recolección de aguas lluvias y
aguas subterráneas.
7. Se prohíbe la infiltración al suelo, de efluentes industriales tratados y no

tratados, sin permiso de la Entidad Ambiental de Control.
8. Se prohíbe todo tipo de descarga en las cabeceras de las fuentes de

agua.
9. Se prohíbe verter desechos sólidos, tales como: basuras, animales

muertos, mobiliario, entre otros, y líquidos contaminados hacia cualquier
cuerpo de agua y cauce de aguas estacionales secas o no.
10. Se prohíbe el lavado de vehículos en los cuerpos de agua, así como

dentro de una franja de cien (100) metros medidos desde las orillas de
todo cuerpo de agua, de vehículos de transporte terrestre y aeronaves
de fumigación, así como el de aplicadores manuales y aéreos de
agroquímicos y otras sustancias tóxicas y sus envases, recipientes o
empaques. Las descargas que se produzcan fuera de esta franja
deberán cumplir con las normas correspondientes.
2.6.5. Normas Generales para descarga de efluentes al sistema de

alcantarillado
1. Se prohíbe la descarga de residuos líquidos sin tratar hacia el sistema

de alcantarillado, provenientes del lavado y/o mantenimiento de
vehículos aéreos y terrestres, así como el de aplicadores manuales y
aéreos, recipientes, empaques y envases que contengan o hayan
contenido agroquímicos u otras sustancias tóxicas.
2. Las descargas líquidas provenientes de sistemas de potabilización de
agua no deberán disponerse en sistemas de alcantarillado, a menos que
exista capacidad de recepción en la planta de tratamiento de aguas
42
residuales, ya sea en funcionamiento o proyectadas en los planes
maestros o programas de control de la contaminación, en
implementación. En cuyo caso se deberá contar con la autorización de la
Autoridad Ambiental Nacional o la Autoridad Ambiental Competente que
corresponda.
3. Se prohíbe descargar en un sistema público de alcantarillado sanitario,
combinado o pluvial cualquier sustancia que pudiera bloquear los
colectores o sus accesorios, formar vapores o gases tóxicos, explosivos
o de mal olor, o que pudiera deteriorar los materiales de construcción en
forma significativa. Esto incluye las siguientes sustancias y materiales,
entre otros:
a. Fragmentos de piedra, cenizas, vidrios, arenas, basuras, fibras,

fragmentos de cuero, textiles, etc. (los sólidos no deben ser
descargados ni aún después de haber sido triturados).
b. Resinas sintéticas, plásticos, cemento, hidróxido de calcio.
c. Residuos de malta, levadura, látex, bitumen, alquitrán y sus
emulsiones de aceite, residuos líquidos que tienden a
endurecerse.
d. Gasolina, petróleo, aceites vegetales y animales,
e. Aceites minerales usados, hidrocarburos clorados, ácidos, y
álcalis.
f. Cianuro, ácido hidrazoico y sus sales, carburos que forman
acetileno y sustancias tóxicas.
4. La EPS podrá solicitar a la Entidad Ambiental de Control, la autorización

necesaria para que los regulados, de manera parcial o total descarguen
al sistema de alcantarillado efluentes, cuya calidad se encuentre por
encima de los estándares para descarga a un sistema de alcantarillado,
establecidos en la presente norma.
43
CAPITULO III
3.1. Metodología de Investigación

Este trabajo de titulación fue realizado en el laboratorio Planta Piloto de
Aguas y Ambiente de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de
Guayaquil. Se realizaron pruebas experimentales evidenciando la eficacia de
aplicación de electrocoagulación y ozonización para el tratamiento de aguas
residual de una empacadora de pescado, estableciendo diferentes parámetros
de operación para evaluar el porcentaje de remoción de Demanda Química de
Oxígeno (DQO), Aceites y grasas, turbiedad, tensoactivos, sólidos totales,
cumpliendo así con el parámetro permisible de descarga de efluentes líquidos,
según el acuerdo ministerial 097A.
3.2. Experimentación
3.2.1. Equipos y Materiales
Se utilizaron los siguientes equipos, materiales para llevar a cabo esta

investigación:
Tabla 3
Equipos utilizados
Equipo Descripción
Equipo de Electrocoagulación. –
Basado en el principio de
electroquímica, consiste en adicionar
coagulante (iones metálicos) que
produce la desestabilización de los
coloides. Con este proceso se plantea
la remoción de materia orgánica
presente en el agua residual a tratar.
44
Ozonizador. - Generador de ozono
1.5 gr/h, tiene potencial oxidante,
utilizado para la desinfección del
agua, no resulta contaminante con
respecto al medio ambiente.
Colorímetro. - Equipo utilizado para

la realización de datos “HACH
DR890” mediciones de color escala
Pt-Co, lectura de sólidos suspendidos
Turbidímetro. - Utilizado para la

toma de datos de sólidos suspendidos
“2100P” el método de medición es por
coeficientes entre la señal
nefelométrica (90°C) de luz difusa y la
señal de luz transmitida.
Rango: 0 – 1.000 NTU
Precisión: ± 2%
45
Espectrofotómetro DR/4000.- De
lectura directa en unidades de
concentración, produce una longitud
de onda de 190 a 1100nm. Produce la
luz en el espectro ultravioleta (190 a
380 nm)
Medidor de conductividad
L0159979. – Usado para toma de
datos, tiene un rango manual 1 el
valor mayor es 1999µS. El valor de
conductividad está por sobre el rango
límite (19.99 mS).
Elaborado: (Castro Katherine y Cevallos Karina, 2018).
Tabla 4. Sustancias y Materiales utilizados
Sustancia Materiales
Agua residual de Empacadora de Vaso de precipitación:
pescado (5 canecas)
100ml - 500ml - 1000ml
Agua destilada Pipetas: 5ml – 10ml
Kit de DQO (Spectroguant
Soluciones A+B)
Guantes
Tirillas de pH
Papel Filtro
Gradilla de metal
Picetas
46
3.3 Ingeniería de Procesos
AGUA RESIDUAL DE
EMPACADORA DE PESCADO
Caracterización
de la muestra
Inicial
ELECTROCOAGULACIÓN
(con variación de voltaje y amperaje)
Caracterización
del agua tratada
SEDIMENTACIÓN
Aumentar el tiempo
de Ozonización
OZONIZACIÓN
NO
1.5 g/h
Caracterización de
la muestra final
CUMPLE
PARAMETROS
Si
DESCARGA A
ALCANTARILLADAO
Figura 4 Diagrama de flujo de procesos

47
3.3.1 Primera Etapa: Revisión y calibración de equipos
 Revisión de la fuente de poder, verificando que esté calibrado con la

ayuda de un multímetro y así poder obtener valores exactos de
amperaje y voltaje.
 Para la parte de electrocoagulación se realizó una pequeña prueba
experimental, con agua potable añadiéndole 10g de cloruro de sodio, el
cual se procedió a la conexión de los electrodos a la fuente de poder,
trabajando con 6 voltios y 5 amperios, verificando que el equipo esté en
condiciones óptimas de operación.
Figura 5 Fuente de poder

Fuente: Equipo de Tesis de Doctorado Phd. Martha Bermeo
Figura 6 Electrodos de aluminio con espesor de 0.1 cm, largo 20cm y ancho 10 cm
Fuente: Equipo de Tesis de Doctorado Phd. Martha Bermeo
48
 En el proceso de oxidación avanzada (Ozonización), se comprueba que
el equipo se encuentra en buenas condiciones de operación.
Figura 7 Funcionamiento del equipo de Ozonización

3.3.2 Segunda Etapa: Obtención del agua residual de una

empacadora de pescado
 El agua fue recolectada de una industria empacadora de pescado,
ubicado en la vía Daule; provincia de Guayas, Ecuador.
Figura 8 Ubicación de la Planta

Fuente: (Google maps)
49
 Con la ayuda de un operario dentro de la planta, pudimos recolectar
varias canecas con esta agua, previa a su tratamiento.
3.3.3 Tercera Etapa: Prueba matriz del tratamiento de agua de

empacadora de pescado
 Primera prueba batch de muestra.

 Se utilizan dos litros y medios de agua de empacadora de pescado y la
vertimos dentro del reactor batch.
 El proceso se empieza con 1.5 amperios y 6 voltios, se observó que hay
buena conductividad para reaccionar, se produce una reacción lenta,
buena formación de flocs, poco cambio de color del agua.
 Del agua tratada con electrocoagulación se sacó 1 litro, para posterior
aplicación de ozono, durante 3 minutos se observa generación de
espuma, debido a la presencia de tensoactivos en el agua.
 Se comprobó que la prueba de muestra funciona, lo que permite poder
empezar con las respectivas experimentaciones por triplicado, que serán
validadas para realizar un análisis comparativo del agua tratada, y
mediante los parámetros correspondientes, verificar cual será la muestra
óptima para el proceso de tratamiento del agua de empacadora de
pescado.
Figura 9 Funcionamiento del equipo (calibrado)

50
3.3.4 Cuarta Etapa: Proceso de Electrocoagulación y Ozonización
 Se realizaron experimentaciones por triplicado, en la que se

establecieron diferentes parámetros de operación, correspondiente a
cada muestra.
 Se agregó 3 litros de agua de empacadora de pescado en el reactor
batch, con sus parámetros de operación ya establecidos.
Figura 10 Tratamiento del agua de empacadora de pescado con electrocoagulación

 Una vez realizada la prueba con los parámetros correspondientes de

electrocoagulación, retiramos con una manguera por caída de presión el
agua tratada, colocándola en un vaso de precipitación de 1000 ml para
posterior aplicación de ozono. Del agua restante se tomó 30 ml para las
posteriores pruebas de DQO.
51
Figura 11 Extracción del agua tratada con ayuda de una manguera
Figura 12 Agua tratada con electrocoagulación

 Obtenida la muestra tratada con electrocoagulación, se procede a la

aplicación de ozono, en diferentes tiempos, para las 3 muestras.
52
Figura 13 Aplicación de ozono
 Finalizada la aplicación de los dos procesos al agua residual de

empacadora de pescado, se coloca las muestras en varias botellas
plásticas, para la respectiva realización de análisis cuantitativos en el
laboratorio.
Figura 14 Aguas tratadas con la adición de ozono

 Obtenidas las muestras, se procede a realizar los análisis como: DQO,

turbiedad, sólidos suspendidos y sólidos disueltos.
53
Figura 15 Pruebas de DQO
Figura 16 Reactor DRB 200

54
CAPITULO IV
4.1. Resultados
4.1.1. Selección de parámetros óptimos para el tratamiento de agua residual de empacadora de pescado
Tabla 5 Datos experimentales de las muestras por triplicado
MUESTRA VOLTAJE AMPERAJE TIEMPO DQO DE TIEMPO DE DQO PH COLOR SS SD TURBIEDAD

(V) (A) ELECTROCOAGULACIÓN OZONIZACIÓN CON (mg/ (mg/ (NTU)
(min)
(mg/ L) (min) OZONO L) ml)
(mg/L)
- - - 1263.49 - - 7 1042 72 1.28 53
1 5 1 5 838.5 5 793.5 7 928 46 0.54 32.2

10 2 5 760.16 5 401.83 7 109 10 0.41 3.5
15 4 5 420.16 5 398.5 7 54 6 0.39 1.38
5 1 5 745.16 15 598.5 7 976 64 0.87 42.4
2 10 2.5 5 655.16 15 525.16 7 181 12 0.80 4.5

15 4 5 535.16 15 453.5 7 89 12 0.77 2.5
7 3 5 1055.16 15 530.16 7 295 16 1.28 20
3 12 6 5 825.16 15 361.83 7 257 11 0.53 10

17 9 5 511.83 15 310.16 7 152 9 0.80 15
55
Tabla 6 Porcentaje de Remoción de DQO
Electrocoagulación Ozonización
Muestra Voltaje Amperio DQO %Remoción DQO %Remoción

(V) (A) (mg/ L) (mg/ L)
- - 1263.49 - 1263.49 -
5 1 838.5 33.63% 793.5 37.19%
1 10 2 760.16 39.83% 401.83 68.19%

15 4 420.16 66.74% 398.5 68.46
5 1 745.16 41.02% 598.5 52.63%
10 2.5 655.16 48.14% 525.16 58.43%
2
15 5 535.16 57.64% 453.5 64.10%
7 3 820.5 35.06% 530.16 58.04%
12 6 730.16 42.21% 361.83 71.36%
3
17 9 511.83 59.49% 310.16 75.45%
900.00 80.00%
800.00 70.00%
700.00 60.00% % Remoción de DQO
600.00
50.00%
500.00
DQO
40.00%
400.00
30.00%
300.00
200.00 20.00%
100.00 10.00%
0.00 0.00%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Muestras
%Remoción DQO Electrocoagulación % Remoción de Ozonización
Figura 17 Remoción de DQO de las 3 muestras realizadas en proceso batch

56
900.00 80.00%
800.00 70.00%
% Remoción de DQO
700.00 60.00%
600.00 50.00%
500.00
DQO
40.00%
400.00
300.00 30.00%
200.00 20.00%
100.00 10.00%
0.00 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 1
Figura 18 Porcentajes de Remoción de DQO muestra 1 realizada en proceso batch

800.00 70.00%
700.00 60.00%
% Remoción de DQO
600.00 50.00%
500.00
40.00%
DQO
400.00
30.00%
300.00
200.00 20.00%
100.00 10.00%
0.00 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 2

57
900.00 80.00%
800.00 70.00%
700.00 60.00%
600.00
50.00%
Axis Title
500.00
DQO
40.00%
400.00
30.00%
300.00
200.00 20.00%
100.00 10.00%
0.00 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 3
% Remoción de Ozonización % Remoción de Ozonización

Tabla 7 Porcentajes de remoción de Sólidos Suspendidos y Sólidos Disueltos
Muestra Voltaje Amperaje Sólidos Sólidos %Remoción %

Suspendidos Disueltos SS Remoción
(V) (A)
(SS mg/L) (SD mg/ml) de SD
- - 109 1.45 - -
5 1 46 0.54 57.79% 62.75%
1
10 2 10 0.41 90.82% 71.72%
15 4 6 0.39 94.49% 73.10%
2 5 1 64 0.87 41.28% 40%

10 2.5 12 0.80 88.99% 44.82%
15 5 12 0.77 88.99% 46.89%
3 7 3 16 1.28 85.32% 11.72%

12 6 11 0.53 89.90% 63.44%
17 9 9 0.80 90.74% 44.82%
58
70.00 120.00%
60.00 100.00%
solidos suspendidos
50.00
80.00%
%remocion
40.00
60.00%
30.00
40.00%
20.00
10.00 20.00%
0.00 0.00%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Muestras
Sólidos Suspendidos (SS) %Remoción SS
Figura 21 Porcentajes de Remoción de Sólidos Suspendidos de las 3 muestras

realizadas en proceso batch
50.00 100.00%
45.00 90.00%
40.00 80.00%
Sólidos Suspendidos
35.00 70.00%
30.00 60.00% % de Remoción
25.00 50.00%
20.00 40.00%
15.00 30.00%
10.00 20.00%
5.00 10.00%
0.00 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 1
Sólidos Suspendidos (SS) Sólidos Disueltos (SD)
Figura 22 Porcentajes de Remoción de Sólidos Suspendidos muestra 1 realizada en

proceso batch
59
70.00 100.00%
90.00%
60.00
80.00%
Sólidos Suspendidos 50.00 70.00%
% remoción
40.00 60.00%
50.00%
30.00 40.00%
20.00 30.00%
20.00%
10.00
10.00%
0.00 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 2
Figura 23 Porcentajes de Remoción de sólidos Suspendidos muestra 2 realizada en

proceso batch
18.00 92.00%
16.00 91.00%
14.00
Sólidos Suspendidos
90.00%
12.00
% remoción
10.00 89.00%
8.00 88.00%
6.00
87.00%
4.00
2.00 86.00%
0.00 85.00%
0 1 2 3 4
Muestra 3
Figura 24 Porcentaje de Remoción de Sólidos Suspendidos muestra 3 realizada en

proceso batch
60
1.40 80.00%
1.20 70.00%
60.00%
Sólidos DIsueltos
1.00
% remoción
50.00%
0.80
40.00%
0.60
30.00%
0.40
20.00%
0.20 10.00%
0.00 0.00%
0 2 4 6 8 10
Muestra
Sólidos Disueltos (SD) % Remoción de SD
Figura 25 Porcentajes de Remoción Sólidos Disueltos de las 3 muestras realizadas en

proceso batch
0.60 74.00%
0.50 72.00%
Sólidos Disueltos
0.40 70.00%
% remoción
0.30 68.00%
0.20 66.00%
0.10 64.00%
0.00 62.00%
0 1 2 3 4
Muestra 1
Figura 26 Porcentajes de Remoción de Sólidos Disueltos muestra 1 realizada en

procesos batch
61
0.88 48.00%
47.00%
0.86
46.00%
Sólidos Disueltos
0.84 45.00%
% remoción
44.00%
0.82
43.00%
0.8 42.00%
41.00%
0.78
40.00%
0.76 39.00%
0 1 2 3 4
Muestra 2

proceso batch
1.4 70.00%
1.2 60.00%
Sólidos Disueltos
1 50.00%
0.8 40.00% % remoción
0.6 30.00%
0.4 20.00%
0.2 10.00%
0 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 3

proceso batch
62
Tabla 8 Porcentaje de Remoción de Turbiedad y Color
Muestra Voltaje Amperaje Turbiedad Color %Remoción % Remoción

(V) (A) Pt/Cu de turbiedad de color
NTU
- - 80.1 980 - -
5 1 32.2 928 59.80% 5.30%
1
10 2 3.5 109 95.63% 88.87%
15 4 1.38 54 98.02% 94.48%
2 5 1 42.4 276 47.06% 71.83%

10 2.5 4.5 181 94.38% 81.53%
15 5 2.5 89 96.87% 90.91%
3 7 3 20 295 75.03% 69.89%

12 6 10 257 87.51% 73.77%
17 9 15 152 81.27% 84.48%
1000 120.00%
950
900
850 100.00%
800
750
700
Turbiedad y color
650 80.00%
% remoción
600
550
500 60.00%
450
400
350
300 40.00%
250
200
150 20.00%
100
50
0
-50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.00%
Muestras
Turbiedad Color % Remoción de Turbiedad % Remoción de color
Figura 29 Porcentajes de Remoción de Turbiedad y Color de las 3 muestras

realizadas en proceso batch
63
950 120.00%
900
850
800 100.00%
750
700
650 80.00%
Turbiedad y Color
% remoción
600
550
500 60.00%
450
400
350
300 40.00%
250
200
150 20.00%
100
50
0 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 1
Figura 30 Porcentajes de Remoción de Turbiedad y Color de la muestra 1 realizada

en proceso batch
300 120.00%
250 100.00%
Turbiedad y Color
200 80.00%
% remoción
150 60.00%
100 40.00%
50 20.00%
0 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 2

en proceso batch
64
300 100.00%
280
90.00%
260
240 80.00%
220
Turbiedad y Color
% remoción
70.00%
200
180 60.00%
160
50.00%
140
120 40.00%
100
30.00%
80
60 20.00%
40
10.00%
20
0 0.00%
0 1 2 3 4
Muestra 3

en proceso batch
Tabla 9 Caracterización de la muestra final (Muestra #1)

% Aceites %
remoción y Remoción
DQO % Sólidos de Grasas de
mg/L remoción Totales Sólidos mg/l Aceites y
Muestras de DQO mg/L Tensoactivos
Totales Grasas mg/L
Cruda 1405 - 2140 - 23 - -

Electrocoagulación 895 36.29% 1770 17.28% 3 86.95% -
Ozonización 378 73.09% 1510 29.43% 2 91.30% 1.3
Fuente: Laboratorios Aguas – Petróleo y Medio Ambiente, Acreditado por el SAE,

2019
4.2. Análisis e Interpretación de Resultados

En la tabla 4 se indican los datos de las experimentaciones por triplicado de
acuerdo a los diferentes parámetros establecidos. Para cada experimentación
se trabajó con un volumen de agua de empacadora de pescado de 3 litros.
Esta tabla sirvió como base para la determinación de DQO, SS, SD, Color,
turbiedad; regido al acuerdo ministerial 097. Obteniendo así, la mejor prueba
(#1) para llevar a cabo la experimentación final.
65
La tabla 5 muestra que al aplicar la electrocoagulación se obtiene un DQO
de 420.16 mg/ L, que equivale a un porcentaje de remoción del 66.74% y con el
posterior proceso de ozonización, se obtiene un DQO de 398.5 mg/ L, con un
porcentaje de remoción del 68.46%. De acuerdo a la figura 18 se observa la
representación experimental de la muestra #1 con su respectivo DQO y
porcentaje de remoción, cumpliendo con el acuerdo ministerial 097A.
En la tabla 7 se observa los parámetros de sólidos suspendidos y también

sólidos disueltos, una vez aplicado los dos procesos de electrocoagulación y
ozonización, se obtuvo 6 mg/L correspondiente a solidos suspendidos con un
porcentaje de 94.49% y posteriormente 0.39 mg/ml de sólidos disueltos con un
porcentaje de 73.10%. La figura 22 y 26 consta de la representación de sólidos
suspendidos y sólidos disueltos cada uno con su porcentaje de remoción,
donde se observa el comportamiento de la curva creciente y decreciente.
Respecto a la Tabla 8 se observan los valores finales aplicando los dos

procesos de electrocoagulación y ozonización con 1.38 NTU de turbiedad y 54
Pt/Cu de color, removiendo 98.02% y 94.48% respectivamente. La gráfica 30
permite visualizar tanto los valores finales de turbiedad y color al igual que sus
porcentajes de remoción.
Con respecto al pH en la experimentación una vez aplicado los dos procesos

tanos de electrocoagulación como ozonización, no presentó ninguna variación,
se mantuvo constante con un pH de 7 en la entrada y a la salida.
Los análisis de la muestra de agua residual de empacadora de pescado en

tabla 5 arrojo un valor de DQO inicial de 1263.49 mg/L realizado
experimentalmente, y de acuerdo a los análisis elaborados en el laboratorio
acreditado de Aguas – Petróleo y Medio Ambiente acreditado por el SAE se
obtiene un DQO inicial 1405 mg/L lo cual no cumplía con el Acuerdo Ministerial
097A. Con la aplicación del primer proceso de electrocoagulación se pudo
reducir el DQO inicial de 1405 mg/L a 895 mg/L con un porcentaje de remoción
de 36.29%. para el segundo proceso de ozonización de obtuvo una mayor
disminución del DQO con un valor de 378 mg/L con un porcentaje de remoción
de 73.09%. Comprobamos que con la implementación de la ozonización se
logra cumplir con el límite permisible de DQO.
66
Mediante los análisis realizados en el laboratorio de Aguas – Petróleos y
Medio Ambiente se obtuvieron los valores de sólidos totales de 2140 mg/L
correspondiente a la muestra inicial, posterior para la electrocoagulación se
obtuvo 1770 mg/L, con un porcentaje de remoción de 17.28% y para el ozono
se obtuvo 1510 mg/L, con un porcentaje de remoción de 29.43%. Con la
aplicación del proceso de ozonización nos permite cumplir con el Acuerdo
Ministerial 097A, ya que se evidencia una disminución significativa en
comparación al valor inicial.
Para aceites y grasas en la muestra inicial se obtuvo 23 mg/L, para

electrocoagulación existe una disminución notoria de 3 mg/L, con un porcentaje
de remoción de 86.95% y posteriormente para la ozonización se obtuvo un
valor de 2 mg/L, con un porcentaje de remoción de 91.30% cumpliendo con la
normativa de descarga 097A.
Se obtuvo del proceso de ozonización un valor de 1.3 mg/L cumpliendo con

el límite permisible que es 2,00 mg/ml.
4.2.1. Cálculos para obtener la cantidad de coagulante liberado

del electrodo
Ley de Faraday
La carga eléctrica transportada por 6.02*1023 electrones se denomina

Faraday y equivale a 96500 Culombios.
1.0622*10-19 (Culombios/electrón) * 6.02*1023 (electrón/mol) = 96500

Culombios/mol
1 mol de e- = 1F = 96500 Culombios

Q=I*t
Donde:
Q: Número de Culombios
I: Corriente (A)
t: Tiempo (s)
67
Primera ley
“La cantidad de una sustancia liberada o depositada en un electrodo es

proporcional a la cantidad de electricidad que para por un electrolito”
m=e*Q
Donde:
m: masa de la sustancia alterada (g)
Q: cantidad de electricidad en Coulomb
e: Equivalente electroquímico, se define como la cantidad de sustancia

liberada por un coulomb (1C). Se puede expresar como:
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐸
𝑒= =
𝐹 𝐹
Donde:
E: Pesos equivalente = peso atómico/valencia = (g/mol)
F: Faradio = 96500 coulomb/mol
e = (g/coulomb)
Sustituyendo la expresión inicial de la primera ley de Faraday se obtiene:
𝐸∗𝐼∗𝑡
𝑚=
𝐹
Reacción en el ánodo:
Al  Al+3 + 3e-
Al+3(ac)+ 3H2O  Al (OH)3(l) + 3H+(ac)
Reacción en el cátodo:
3H2O + 3e-  3H2 + 3OH-
68
Tabla 10. Parámetros óptimos en la electrocoagulación
Parámetros Valores
Voltaje (V) 15
Amperios (A) 4
Tiempo (min) 5
Volumen (ml) 3000
Obtención del peso equivalente:
𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒂𝒕ó𝒎𝒊𝒄𝒐
𝑬=
𝑽𝒂𝒍𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂
𝑔
26.98 𝑚𝑜𝑙 𝑔
𝐸= = 8.99
3 𝑚𝑜𝑙
Se realiza la conversión para el reemplazo en la fórmula del tiempo y

volumen tenemos: t= 300 segundos y V=0.003m3
𝑬∗𝑰∗𝒕
𝒎𝑨𝒍 =
𝑭
𝑔
8.99 𝑚𝑜𝑙 ∗ (4𝐴) ∗ (300𝑠)
𝑚𝐴𝑙 = = 0.11 𝑔 𝑑𝑒 𝐴𝑙
96500 𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏𝑠
Cantidad de coagulante utilizado = 0.11 g de Al.
4.2.2. Análisis de costos por m3 de agua tratada

Calculo del consumo de energía
Para calcular la energía por metro cúbico de volumen tratado se usó la

siguiente ecuación válida para el tratamiento realizado en reactor batch.
𝑼∗𝑰∗𝒕
𝑬=
𝑽 ∗ 𝟏𝟎𝟎𝟎
69
Donde:
E: Energía consumida por volumen tratado en Kw.h/m3
U: Potencial aplicado (V)
I: Corriente (A)
t: Tiempo (h)
V: Volumen de agua tratada (m3)
1000: Conversión de W a KW
Tabla 11
Parámetros óptimos de electrocoagulación
Parámetros Valores
Voltaje (V) 15
Amperios (A) 4
Tiempo (min) 5
Volumen (ml) 3000
Se realiza la conversión para el reemplazo en la fórmula del tiempo y

volumen tenemos: t= 0.083 horas y V=0.003m3
15 𝑉 ∗ 4𝐴 ∗ 0.083ℎ 𝑘𝑤ℎ
𝐸= 3
= 1,66 3
0.003 𝑚 ∗ 1000 𝑚
𝑘𝑤ℎ 0.09𝑈𝑆𝐷
1,66 𝑥 = 0.14 𝑈𝑆𝐷/𝑚3
𝑚3 1𝑘𝑤ℎ
Se consume 1,66 kwh/m3 de agua tratada a un costo de $ 0,14 USD
70
CAPITULO V
Conclusiones
 Se caracterizó la muestra inicial de agua residual de empacadora de

pescado, obteniendo los siguientes resultados: DQO 1405 mg/L, Sólidos
Totales 2140 mg/L, Aceites & Grasas 23 mg/L y pH 7.
 Con la ayuda de los diferentes datos obtenidos de las pruebas

experimentales por triplicado, se obtuvo cómo parámetro optimo la
muestra 1 para el equipo de electrocoagulación intensidad 4 A, tensión
15 V y el tiempo de residencia 5 min, donde se obtuvo un porcentaje de
remoción de DQO 36.29%, utilizando electrodos de aluminio.
 Para el proceso de ozonización se trabajó con 1.5 g/h de Ozono durante

un tiempo de 5 min de la muestra 1, en el que se obtuvo un porcentaje
de remoción de DQO 73.09%.
 El porcentaje de remoción para Electrocoagulación en DQO 36.29%,

Sólidos Totales 17.28%, Aceites y Grasas 86.95%; para el proceso de
Ozonización se logró remover de DQO 73.09%, Sólidos Totales 29.43%,
Aceites y Grasas 91.03%. Para la obtención del parámetro de
tensoactivos sólo fue necesario el análisis para Ozonización, el cual fue
un valor de 1.3 en comparación al límite permisible de 2, según la
normativa del Acuerdo Ministerial 097 A.
71
Recomendaciones
 Es recomendable una vez aplicados los dos procesos de

electrocoagulación y ozonización al agua residual en estudio la
utilización de carbón activado para la eliminación de olores en la etapa
final del proceso.
 El tratamiento de aguas residuales con aplicación de electrocoagulación

y ozonización puede ser aplicado a diversos tipos de efluente, como el
de industrias de insumos naturales, hotelerías, entre otras, obteniéndose
resultados satisfactorios en comparación con los límites permisibles de
acuerdo a la normativa ministerial 097A.
 El en caso de tratar un agua residual que no presente buena

conductividad para el proceso de electrocoagulación, es necesario
implementar el uso de algún compuesto, en este caso el cloro o sal, para
mejorar la conductividad obteniendo mayor eficacia en el proceso; sin
embargo, al presentarse un agua con una fuerte conductividad puede
generar problemas, colapsando la fuente de poder y a la vez afectar a
los electrodos.
72
NOMENCLATURA
NTU = Unidad Nefelométrica de Turbidez
pH = Potencial de Hidrógeno
SAE = Servicio de Acreditación Ecuatoriano
mg/L = Miligramos / Litros
DQO = Demanda Química de Oxígeno
SS = Sólidos Suspendidos
ST = Sólidos Totales
SST = Sólidos suspendidos totales
TDS = Sólidos disueltos totales
Kwh/m3 = Kilovatio hora / metro cúbico
Kwh = Kilovatio hora
V = Voltaje
A = Amperaje
DBO = Demanda Bioquímica de Oxígeno
Pt/Cu = Oxidación de propileno sobre catalizadores
°C= Grados centígrados
NFR = Residuo no filtrable
EM = Ondas electromagnéticas
EC = Concentrado emulsionable
AOP = Procesos de oxidación avanzada
UV = Radiación ultravioleta
73
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pdf
79
Anexo I
Figura 1 Muestra Inicial de agua residual de empacadora de pescado
Figura 2 Aplicación de Electrocoagulación en reactor batch
80
Figura 3 Generación de lodo, por aplicación de Electrocoagulación
Figura 4 Comparación de la muestra inicial (izquierda) con el agua trata con

electrocoagulación (derecha)
81
Figura 5 Muestra de agua (1000ml) trata con Electrocoagulación y posterior aplicación de
Ozono)
Figura 6 Pruebas experimentales con aplicación de Electrocoagulación y Ozono
82
Figura 7 Pruebas experimentales realizadas por triplicado con aplicación de
Electrocoagulación y Ozonización
Figura 8 Muestra final (350ml) una vez aplicados los dos procesos de Electrocoagulación y
Ozonización
83
Figura 9 Análisis realizados a las diferentes pruebas experimentables de agua de empacadora
de pescado una vez aplicado el proceso de Electrocoagulación y Ozonización
84
Anexo II
Figura 1 Informe de Análisis Físico – Químico de la muestra Inicial de Agua Residual de
Empacadora de Pescado
Fuente: (Laboratorio de Aguas Acreditado de la Facultad de Ingeniería

Química, 2018)
85
Figura 2 Informe de Análisis Físico – Químico de la muestra de Agua Residual de
Empacadora de Pescado Tratada con el Proceso de Electrocoagulación

Química, 2018)
86
Figura 3 Informe de Análisis Físico – Químico de la muestra de Agua Residual de
Empacadora de Pescado Tratada con el Proceso de Ozonización

Química, 2018)
87
Anexo III
Figura 1 Normativa- Límites de Descarga Al Sistema de Alcantarillado Público
Fuente: (Ministerio del Ambiente, 2015)
88

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO

‘‘APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN PARA

EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPACADORA DE

CASTRO ESPINOSA KATHERINE CECIBEL

CEVALLOS MALDONADO KARINA ELIZABETH

DRA. MARTHA BERMEO GARAY

GUAYAQUIL, ABRIL 2019

‘‘APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN PARA

EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPACADORA DE

CASTRO ESPINOSA KATHERINE CECIBEL

CEVALLOS MALDONADO KARINA ELIZABETH

DRA. MARTHA BERMEO GARAY

GUAYAQUIL, ABRIL 2019

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

AUTOR(ES) Castro Espinosa Katherine Castro

CONTACTO CON AUTOR/ES: Teléfono: E-mail:

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CERTIFICADO PORCENTAJE DE SIMILITUD

Dra. BERMEO GARAY MARTHA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO

Nosotras, CASTRO ESPINOSA KATHERINE CECIBEL con C.I. 0952512879 y

*CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN (Registro

Agradecer a Dios por haberme dado la fuerza, fe y sabiduría, por mantenerme

A los docentes por haber compartido sus conocimientos y ser parte de mi

Al Ing Qco. Gustavo Ampuero por brindarme sus consejos, llenarme de

¡Todo lo puedo en Cristo que me fortalece!

Katherine Castro Espinosa

Dedicación de este trabajo a mi pilar fundamental, mis padres: Dr. Patricio

Katherine Castro Espinosa

Doy gracias a Dios por la vida, por su luz y guiar mi camino.

A mi familia especialmente mi madre, por inculcarme valores y principios que

Hago extensiva mi gratitud a mis compañeros, por el apoyo brindado durante

Karina Cevallos Maldonado

Dedico este trabajo, a mis padres: Carlos Cevallos y Ruth Maldonado; a mi

Karina Cevallos Maldonado

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA......................... III

1.7.3. Operacionalización de las Variables ............................................... 8

2.4.3. Reactor para la electrocoagulación .............................................. 29

4.2.1. Cálculos para obtener la cantidad de coagulante liberado del

Tabla 1. Operacionalización de las Variables .................................................... 8

Figura 1 Ubicación de la Universidad de Guayaquil – facultad de Ingeniería

Figura 29 Porcentajes de Remoción de Turbiedad y Color de las 3 muestras

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN

Palabras clave: Proceso de electrocoagulación, ozonización, tratamiento de aguas

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

APLICACIÓN DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA Y OZONIZACIÓN

Castro Espinosa Katherine Cecibel

Cevallos Maldonado Karina Elizabeth

Dra. Martha Bermeo Garay

Key words: Electrocoagulation process, ozonation, waste water treatment.

Sustancialmente la problemática de índole ambiental, generado por las

Masa desprendida = It (peso atómico /nº de oxidación) /96500