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A
vances
en
la
hidráulica
de
redes
de
distribución
de
agua
potable
1.4.7 D
iscusión
y
trabajo
futuro
La ecuación cinética (1.4.4) describe en esencia reacciones de diferente orden para los di-
versos valores posibles de la concentración
C
. Para valores pequeños de
C
(para
k
2
.C
<<1),
el denominador en la ecuación 1.4.4 es casi igual a uno, y la ecuación 1.4.4 corresponde a
una reacción cinética de primer orden, equivalente a la ecuación 1.4.3 con
k=k
1
. Para valores
grandes de
C
(para
k
2
.C
>>1), la parte derecha de la ecuación 4 tiende a un valor constante
(independiente de
C
) igual a
k
1
/k
2
, lo que corresponde a una reacción de orden cero. Los
resultados obtenidos en este estudio para los coeficientes
k
1
y
k
2
muestran claramente las
siguientes tendencias:
a) El valor de
k
1
es siempre positivo, presenta poca dispersión y disminuye ligeramente
con el incremento de la concentración inicial.
b) El valor de
k
2
es negativo para concentraciones iniciales medianas y altas (mayores de
0.80 mg/l), y positivo para las concentraciones iniciales menores. Se observa una gran
dispersión en los valores de
k
2
.
c) A pesar de la gran dispersión en los valores de
k
2
, la magnitud de
k
1
/
k
2
muestra una
tendencia estable, disminuyendo ligeramente (en valor absoluto) con el incremento de
la concentración inicial.
La Figura 1.4.16 muestra la tasa de decaimiento del cloro calculada por la ecuación 4 con
valores representativos de
k
1
y
k
2
para la parte sur de la zona, y para los dos rangos de
concentración inicial
C
o
considerados para la zona norte en la Figura 1.4.12 a Figura 1.4.15.
Como se observa en la Figura 1.4.16, la tasa de decaimiento del cloro es más alta para con-
centraciones iniciales más bajas. La tasa de decaimiento es más alta para la parte norte (que
es abastecida por agua superficial tratada por plantas de tratamiento), que para la parte sur
(agua proveniente del subsuelo que solamente es clorada sin más tratamiento).
Comparando los valores de la tasa de decaimiento con los valores de
k
1
/
k
2
presentados en
la Figura 1.4.10, Figura 1.4.12 y Figura 1.4.14, se llega a la conclusión de que una reacción de
orden cero (es decir, tasa de decaimiento=
k
1
/
k
2
) es posible solamente para reacciones que
comienzan con una concentración inicial baja.
Para tratar de explicar ese comportamiento del cloro residual libre, es de utilidad describir
algunos términos. En la práctica de la desinfección del agua por medio de cloración se ma-
nejan los términos demanda de cloro, punto de quiebre, cloro residual combinado y cloro
residual libre. Esos términos se basan en el siguiente experimento:
Se toman varias muestras del agua cruda (antes de clorar), y se aplica a cada muestra una
dosis diferente de cloro con un tiempo de contacto igual para todas las muestras. El tiempo
de contacto en este experimento es muy breve, normalmente de 2.5 minutos. Al finalizar
el tiempo de contacto se mide la concentración de cloro resultante en cada muestra y se
