Determinación de aceites y grasas en muestra de agua residual

Las grasas y aceite en el agua residual pueden ser de origen vegetal, animal o mineral. Pueden estar presentes en forma de margarina, mantequilla, grasas vegetales de semillas y frutas, grasas animales proveniente de las carnes. Así como también puede contener aceites lubricantes provenientes de las actividades en talleres, lavado de garajes y calles. En el agua residual parte de estos aceites flotan y una fracción se pueden depositar en los sedimentos. La presencia de ellos, ocasiona un recubrimiento de la superficie del agua, ya que son insolubles en ella, interfiriendo así en el normal desarrollo de la vida biológica y causando problemas de mantenimiento tanto en la red de alcantarillado como también en los sistemas de tratamiento utilizado para la depuración del agua. Es por ello que resulta importante su eliminación para evitar la formación de películas de grasa y la acumulación de material desagradable.

Ahora bien, ¿cómo se puede determinar su contenido en una muestra de agua?

Su determinación cuantitativa se realiza por medio de una extracción líquido-líquido de la muestra con un disolvente orgánico, ya que la grasa es soluble en él y posteriormente se aplica la gravimetría.

La gravimetría de partículas por filtración está limitada a analitos cuyas partículas sólidas se separen fácilmente de su matriz. En el caso de determinaciones de analitos en fase gaseosa o sólidos que no se filtren fácilmente se puede emplear la extracción, siempre y cuando el analito se logre separar con un disolvente adecuado. Después de la extracción, el disolvente se puede separar por evaporación y por medio de la pesada se determina la masa del analito extraído.

Como vimos en el post anterior, los sólidos suspendidos pueden separarse por filtración, sin embargo, en este caso para lograr la separación de aceites y grasas se hace necesario aplicar la extracción.

La extracción es un método que se basa en la diferencia de la solubilidad del compuesto que se desea separar en dos disolventes distintos. La extracción se logra por la adición de un disolvente orgánico adecuado inmiscible con el agua y con la capacidad de solubilizar la máxima cantidad del compuesto que se desea extraer. Después se agita la mezcla para así aumentar la superficie de contacto y lograr una distribución más rápida del compuesto a extraer entre las dos fases. Al dejar reposar, las dos fases se separan espontáneamente por decantación, debido a la diferencia de densidades entre ellas, con lo que la fase orgánica que contiene el producto deseado se separa mediante una simple decantación de la fase acuosa. Por lo general, después de la extracción, la fase acuosa aún contiene cierta cantidad del compuesto, por lo que se repite el proceso de extracción por lo general dos veces más con el disolvente orgánico puro para lograr la máxima separación. Al finalizar la extracción, se elimina el disolvente orgánico por destilación o evaporación.

El contenido de aceite y grasa viene dado por el aumento de peso y se expresa en mg/L. Este método se puede aplicar en el análisis de aguas residuales superficiales, industriales o domésticas.

¡Aplicando el método!

Parte experimental

Materiales, equipos y reactivos utilizados
Entre los materiales utilizados se encuentran embudo de separación, embudo de vidrio, cilindro graduado, papel filtro, matraz erlenmeyer o fiola, varilla de agitación, aro metálico y soporto universal.

Equipos: balanza analítica, campana extractora de gases, estufa

Reactivos: Cloroformo, sulfato de sodio

Fuente: propia

Metodología empleada

El procedimiento consistió en:

Preparación de la muestra: medir con un cilindro graduado 150mL de la muestra de agua gris, filtrar para eliminar los sólidos suspendidos que pueda contener la muestra para evitar la formación de emulsiones y pérdida de analito.

Extracción: Trasvasar la muestra al embudo de separación y adicionar 5mL de cloroformo. Agitar vigorosamente el embudo de separación por 5min aproximadamente.

Precaución: Durante la agitación se debe liberar constantemente la presión dentro del embudo, esto se logra retirando la tapa, ya que al agitar un disolvente volátil aumenta su presión de vapor, lo cual genera una sobrepresión en el embudo y puede provocar que el tapón se libere bruscamente perdiendo muestra.

Dejar reposar por aproximadamente 10min para la separación de las fases. Separar el extracto orgánico y filtrar empleando un embudo de vidrio con el papel filtro humedecido con sulfato de sodio, recogiendo el filtrado en un matraz erlermeyer previamente pesado. Adicionar 5mL de cloroformo y repetir el procedimiento hasta completar la adición de 15mL de cloroformo.

Fuente: propia.

Secado y pesada: llevar a estufa a una temperatura de 105 °C hasta peso constante. Dejar enfriar y pesar el residuo seco.

Fuente: propia.

Fuente: propia.

Resultados experimentales

Con los resultados obtenidos se puede observar un alto porcentaje de aceites y grasas 6320mg/L ± 584,54, esto debido a que se trabajó con una muestra de agua gris que proviene principalmente del lavado de utensilios de cocina, lavado de alimentos, lavado de ropa.

Por otra parte, los resultados muestran la importancia de la instalación de una trampa de grasas como pretratamiento del agua en el sistema de biofiltración. Para el caso en estudio, se diseño una trampa para el manejo de un volumen de agua de 3L con un tiempo de retención de 2,4h.

Estos sistemas de pretratamiento pueden ser construidas de ladrillo, concreto, o de plástico empleando bidones que originalmente se utilizaron por ejemplo para el almacenamiento de materias primas más no es conveniente los que almacenaron sustancias tóxicas. Deben construirse de una forma que facilite su limpieza y la extracción de las grasas acumuladas llevando así un adecuado mantenimiento. Es necesario que cuenten con su tapa para impedir que los gases afecten a las personas, por lo que se instala un tubo para la ventilación.

Fuente: propia.

¡Más adelante estaré mostrando algunos resultados relacionados con la remoción de este parámetro en el biofiltro construido y verificar la importancia de la eliminación de aceites y grasa para su funcionamiento!

---

¡Hasta aquí los fundamentos teóricos y aplicaciones de gravimetría de partículas, espero que la información presentada sea de utilidad, hasta un próximo post!

---

Referencias Bibliográficas

Harvey, D. (2002). Química Analítica Moderna
APHA-AWWA-WEF (2005). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.