20 Preguntas de Práctica de Desinfección y química del tratamiento con Respuestas
Todas las preguntas de práctica de Desinfección y química del tratamiento del Examen de práctica de Operador de Tratamiento de Agua, con la respuesta correcta y una breve explicación.
Comenzar examen de práctica →1. Una planta aplica ozono antes de la filtración y luego dosifica cloramina en el agua que sale del depósito de agua tratada. ¿Cuál es el propósito de la dosificación de cloramina?
- A.Eliminar los compuestos de sabor y olor que pasaron por los filtros
- B.Mantener un residual desinfectante duradero en la red de distribución✓ Respuesta
- C.Bajar el pH del agua tratada antes de que entre en la red de tuberías
- D.Lograr el crédito de inactivación de patógenos exigido antes del filtro
La desinfección primaria es la inactivación lograda dentro de la planta; la secundaria es el residual que se lleva a las tuberías. El ozono es un desinfectante primario potente pero no deja ningún residual, por lo que hay que dosificar un segundo producto. La cloramina se elige porque dura mucho más que el cloro libre en redes largas y forma bastante menos trihalometanos.
Ref. QB-7GT5R3Fuente: 40 CFR Part 141 Subpart H, Surface Water Treatment Rule (residual disinfectant entering and within the distribution system); AWWA Water System Operations: Water Treatment, disinfection chapterReportar un problema con esta pregunta
2. Un operador sube el pH del agua tratada de 7.0 a 8.5 para el control de la corrosión y mantiene el residual de cloro libre en el mismo valor medido. ¿Qué ocurre con el poder desinfectante de ese residual?
- A.No cambia, porque el residual de cloro libre medido es el mismo valor
- B.Disminuye, porque más cloro libre está presente como ion hipoclorito✓ Respuesta
- C.Aumenta, porque más cloro libre está presente como ácido hipocloroso
- D.Disminuye, porque parte del cloro libre pasó a residual combinado
El cloro libre disponible es la suma de ácido hipocloroso e ion hipoclorito, y el reparto entre ambos lo fija el pH. El ácido hipocloroso se disocia al subir el pH, de modo que en agua neutra a ligeramente alcalina predomina el ion hipoclorito, que es más débil. Como el ácido hipocloroso es la especie mucho más eficaz, el mismo residual medido inactiva menos a pH 8.5 y hace falta un CT mayor.
Ref. QB-RYBNG5Fuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — chlorine chemistry (hypochlorous acid / hypochlorite ion equilibrium)Reportar un problema con esta pregunta
3. Se dosifica cloro en cantidades cada vez mayores a un agua que contiene amoníaco y se grafica el residual de cloro total frente a la dosis. El residual sube hasta una cresta, baja hasta un punto mínimo y luego vuelve a subir. ¿Qué ocurre entre la cresta y el punto mínimo?
- A.El cloro aplicado escapa del agua porque el pH ha descendido mucho
- B.El cloro aplicado se combina con el amoníaco y forma más cloraminas
- C.El cloro aplicado oxida y destruye las cloraminas ya formadas✓ Respuesta
- D.El cloro aplicado lo consumen el hierro, el manganeso y el sulfuro
La curva de cloración al punto de quiebre tiene una forma fija. El cloro satisface primero los agentes reductores rápidos sin dejar residual, luego forma residual combinado con el amoníaco hasta la cresta; pasada la cresta, el cloro adicional oxida esas cloraminas y el residual total cae hasta el mínimo del punto de quiebre. Más allá, el amoníaco se agotó y el residual libre sube casi a la par de la dosis.
Ref. QB-8G6GW4Fuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — breakpoint chlorinationReportar un problema con esta pregunta
4. Una planta aplica una dosis de cloro de 3.6 mg/L. A la salida del tanque de contacto, el residual de cloro total es 1.1 mg/L y el residual de cloro libre es 0.8 mg/L. ¿Cuáles son la demanda de cloro y el residual combinado?
- A.Demanda 2.5 mg/L y residual combinado 1.9 mg/L
- B.Demanda 3.3 mg/L y residual combinado 0.8 mg/L
- C.Demanda 2.5 mg/L y residual combinado 0.3 mg/L✓ Respuesta
- D.Demanda 2.8 mg/L y residual combinado 0.3 mg/L
La demanda de cloro es la dosis menos el residual que sobrevive: 3.6 − 1.1 = 2.5 mg/L. El residual total es libre más combinado, así que la parte combinada es 1.1 − 0.8 = 0.3 mg/L. El error habitual es restar el residual libre en vez del total, lo que da 2.8 mg/L.
Ref. QB-NY9NYZFuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — chlorine demand, free and combined residual calculationsReportar un problema con esta pregunta
5. Una planta pequeña cambia del cloro gas al hipoclorito de calcio y entrega la misma cantidad de cloro disponible. ¿Qué cambio debe esperar el operador en el agua tratada?
- A.El pH se mantendrá y la dureza total bajará ligeramente
- B.El pH bajará y la alcalinidad se consumirá de forma notable
- C.El pH subirá y la dureza cálcica aumentará ligeramente✓ Respuesta
- D.El pH subirá y la alcalinidad se destruirá muy rápidamente
El cloro gas se hidroliza en el agua formando ácido hipocloroso y ácido clorhídrico, por lo que baja el pH y consume alcalinidad. El hipoclorito de calcio es una sal básica: libera hipoclorito y calcio, de modo que sube algo el pH y aporta algo de dureza cálcica. El hipoclorito de sodio también sube el pH, pero aporta sodio y no dureza.
Ref. QB-5G4GDZFuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment — chlorine gas and hypochlorite chemistryReportar un problema con esta pregunta
6. Un sistema que cloramina dosifica cloro y después amoníaco, y mantiene la relación en peso de cloro a nitrógeno amoniacal dentro de una banda estrecha. ¿Por qué se controla esa banda con tanto rigor?
- A.Poco cloro aumenta los trihalometanos y demasiado aumenta la dureza del agua tratada
- B.Poco cloro convierte la monocloramina en cloro libre y demasiado da un oxidante débil
- C.Poco cloro deja amoníaco libre que alimenta la nitrificación y demasiado forma dicloramina✓ Respuesta
- D.Poco cloro eleva mucho el pH y demasiado agota la alcalinidad del agua tratada
La monocloramina es la especie deseada y solo predomina dentro de una banda bastante estrecha de la relación en peso cloro / nitrógeno amoniacal. Por debajo de la banda queda amoníaco libre sin reaccionar y las bacterias nitrificantes lo oxidan, lo que destruye el residual y eleva el nitrito y los recuentos bacterianos. Por encima se forman dicloramina y tricloruro de nitrógeno, causantes de quejas de sabor y olor. La relación es en peso y se refiere al nitrógeno amoniacal, no al amoníaco.
Ref. QB-PYMY53Fuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — chloramination and nitrification control; AWWA Water System Operations: Water TreatmentReportar un problema con esta pregunta
7. Una planta que trata 0.85 MGD debe aplicar una dosis de cloro de 2.4 mg/L con hipoclorito de calcio de 65% de cloro disponible. El agua pesa 8.34 lb/gal. ¿Cuántas libras de producto se necesitan por día?
- A.17.0 lb/day
- B.11.1 lb/day
- C.26.2 lb/day✓ Respuesta
- D.3.1 lb/day
Primero se calculan las libras de cloro: (2.4 mg/L)(0.85 MGD)(8.34 lb/gal) = 17.0 lb/día. Eso es cloro, no producto, así que hay que dividir por el decimal de cloro disponible: 17.0 / 0.65 = 26.2 lb/día de hipoclorito de calcio. Quedarse en 17.0 es el error clásico de pureza, y multiplicar por 0.65 en lugar de dividir da 11.1.
Ref. QB-6GFTJ2Fuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — chemical feed rate and percent purity calculationsReportar un problema con esta pregunta
8. Un sistema debe dosificar 42 lb de cloro por día con una solución de hipoclorito de sodio de 12.5% de cloro disponible en peso que pesa 10.0 lb/gal. ¿Cuántos galones de solución se necesitan por día?
- A.33.6 gal/day✓ Respuesta
- B.40.3 gal/day
- C.5.3 gal/day
- D.336 gal/day
El porcentaje de cloro disponible es un porcentaje en peso, así que cada galón lleva (10.0 lb/gal)(0.125) = 1.25 lb de cloro. Dividiendo el requerimiento: 42 / 1.25 = 33.6 gal/día. Usar 8.34 lb/gal —el peso del agua y no el de la solución— da 40.3 y subestima la dosificación.
Ref. QB-KYJYMXFuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — hypochlorite solution strength and feed rate calculationsReportar un problema con esta pregunta
9. Un depósito de agua tratada contiene 250,000 galones y opera con un caudal de 1,500 gpm. La autoridad ha aprobado un factor de deflexión de 0.5 para el tanque y el residual de cloro libre en la salida es 1.2 mg/L. ¿Qué valor de CT aporta el tanque?
- A.167 mg/L·min
- B.100 mg/L·min✓ Respuesta
- C.83 mg/L·min
- D.200 mg/L·min
El tiempo de retención teórico es 250,000 gal / 1,500 gpm = 166.7 minutos. El crédito de CT usa el tiempo de contacto efectivo, es decir ese tiempo por el factor de deflexión aprobado: 166.7 × 0.5 = 83.3 minutos. Entonces CT = (1.2 mg/L)(83.3 min) = 100 mg/L·min. Omitir el factor da 200 y reclamaría casi el doble de la desinfección real, porque el cortocircuito hidráulico hace que parte del caudal pase mucho más rápido que el promedio.
Ref. QB-3GDT2XFuente: EPA Guidance Manual for Compliance with the Filtration and Disinfection Requirements for Public Water Systems Using Surface Water Sources — effective contact time (T10) and baffling factorsReportar un problema con esta pregunta
10. Se comparan dos días de operación con el mismo desinfectante y la misma inactivación logarítmica objetivo. El segundo día el agua está más fría y el pH es más alto. ¿Cómo es el CT requerido frente al primer día?
- A.Menor, porque el pH más alto lleva el cloro a la especie más fuerte
- B.Mayor, pero solo por el pH, ya que la temperatura no afecta al CT
- C.Menor, porque el agua más fría frena la descomposición del cloro
- D.Mayor, porque el agua más fría y el pH más alto elevan el CT necesario✓ Respuesta
La inactivación es una reacción y las reacciones se frenan al bajar la temperatura, así que el agua más fría exige un producto concentración-tiempo mayor para la misma inactivación. El pH más alto desplaza el cloro libre hacia el ion hipoclorito, más débil, lo que también eleva el CT necesario. Ambos efectos van en el mismo sentido, y por eso el cumplimiento se documenta con la temperatura mínima, el pH máximo y el residual mínimo del día. Un organismo más resistente o un desinfectante más débil elevan el requisito igual.
Ref. QB-MHHQJPFuente: EPA Guidance Manual for Compliance with the Filtration and Disinfection Requirements for Public Water Systems Using Surface Water Sources — effect of temperature and pH on required CTReportar un problema con esta pregunta
11. Una fuente de agua superficial tiene un historial documentado de ooquistes de Cryptosporidium. ¿Qué barrera adicional da la inactivación más fiable de ese organismo?
- A.Luz ultravioleta sobre el agua filtrada antes del depósito de tratada✓ Respuesta
- B.Cloramina al inicio de la planta para extender el tiempo de contacto
- C.Hipoclorito de sodio tras los filtros para subir el residual de cloro
- D.Cloro libre en dosis más alta en el depósito para alargar el contacto
Los ooquistes de Cryptosporidium tienen una pared gruesa que los hace muy resistentes al cloro y aún más a la cloramina, por lo que subir la dosis o alargar el contacto con cloro aporta muy poca inactivación de este organismo. La luz ultravioleta daña su ácido nucleico con dosis fáciles de aplicar, y el ozono también sirve; esas son las barreras prácticas. La UV no deja residual, así que sigue haciendo falta un residual químico en la red.
Ref. QB-52QV5QFuente: EPA Long Term 2 Enhanced Surface Water Treatment Rule (40 CFR Part 141 Subpart W) — Cryptosporidium treatment technique toolbox; AWWA Water System Operations: Water Treatment, alternative disinfectantsReportar un problema con esta pregunta
12. Un reactor de luz ultravioleta está entregando menos dosis de lo habitual, aunque la potencia de las lámparas y el caudal no han cambiado. ¿Qué explicación encaja mejor?
- A.La alcalinidad subió y absorbe la luz antes de que llegue al agua tratada
- B.La temperatura del agua subió y elevó la demanda ultravioleta del agua
- C.El residual de cloro libre en la entrada cayó por debajo de su consigna
- D.La transmitancia ultravioleta bajó y las camisas de lámpara se ensuciaron✓ Respuesta
La UV solo actúa donde la luz alcanza realmente al organismo, así que la dosis entregada depende de cuánto penetra la luz. El color, la turbiedad y los orgánicos disueltos bajan la transmitancia ultravioleta, y las incrustaciones o biopelícula en las camisas de cuarzo bloquean la luz en el origen; cualquiera de las dos reduce la dosis con la misma potencia de lámpara. La UV no deja residual ni forma subproductos, por lo que nunca sustituye al residual químico de la red.
Ref. QB-NHV2RQFuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment — ultraviolet disinfection, UV transmittance and sleeve foulingReportar un problema con esta pregunta
13. ¿Cuál de los siguientes enunciados asocia correctamente un desinfectante con el subproducto que más se le vincula?
- A.El dióxido de cloro forma bromato si el agua cruda trae bromuro
- B.El cloro libre forma clorito si el agua cruda trae bromuro
- C.La cloramina forma clorato si el agua cruda trae bromuro
- D.El ozono forma bromato si el agua cruda trae bromuro✓ Respuesta
El ozono es un oxidante lo bastante fuerte para convertir el bromuro del agua cruda en bromato, y por eso las fuentes con bromuro son la principal preocupación química al plantear ozono. El clorito y el clorato provienen del dióxido de cloro y de su química de generación, mientras que el cloro libre al reaccionar con materia orgánica natural produce trihalometanos y ácidos haloacéticos.
Ref. QB-6238BRFuente: EPA Stage 1 and Stage 2 Disinfectants and Disinfection Byproducts Rules (40 CFR Part 141 Subparts L and V) — regulated byproducts by disinfectantReportar un problema con esta pregunta
14. Los resultados de trihalometanos suben en los extremos de la red durante el tiempo cálido y la planta debe mantener la inactivación acreditada. ¿Qué cambio ataca la causa sin debilitar la desinfección?
- A.Trasladar el punto de cloración a la toma de agua cruda
- B.Subir la dosis de cloro para que el residual llegue a los extremos
- C.Subir el nivel de los depósitos para guardar más agua tratada
- D.Eliminar más materia orgánica precursora antes de aplicar el cloro✓ Respuesta
Los trihalometanos se forman cuando el cloro libre reacciona con la materia orgánica natural, y la formación crece con la concentración de precursores, la dosis, la temperatura y el tiempo de contacto. Quitar primero los precursores —coagulación mejorada, carbón activado o mover la cloración aguas abajo de la clarificación— reduce la formación manteniendo la misma inactivación. Subir la dosis, clorar el agua cruda o aumentar el almacenamiento añaden dosis o edad del agua y empeoran los resultados.
Ref. QB-JHT28MFuente: EPA Stage 2 Disinfectants and Disinfection Byproducts Rule (40 CFR Part 141 Subpart V) and EPA enhanced coagulation requirements; CSUS Water Treatment Plant Operation — DBP precursor controlReportar un problema con esta pregunta
15. En el contexto de los subproductos de la desinfección, ¿qué es un precursor?
- A.Un mineral que acelera la pérdida del residual de cloro almacenado
- B.La parte del cloro aplicado que queda tras cubrirse la demanda
- C.Materia orgánica que reacciona con el desinfectante y da subproductos✓ Respuesta
- D.El subproducto que se forma en la red después de salir de la planta
Un precursor es la materia prima del subproducto, no el subproducto: la materia orgánica natural que llega de la cuenca, seguida normalmente como carbono orgánico total. Como sin ella no se forma el subproducto, el control preferente es eliminar precursores antes de desinfectar y no recortar la desinfección: inactivar patógenos sigue siendo la obligación primera y el riesgo de subproductos se gestiona en torno a ella.
Ref. QB-32Z7TMFuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — disinfection byproduct formation and TOC precursorsReportar un problema con esta pregunta
16. Al subir la dosis de sulfato de aluminio, el pH y la alcalinidad del agua coagulada bajaron del rango que la planta quiere mantener. ¿Qué producto químico corrige ambos?
- A.Carbonato de sodio, porque aporta alcalinidad carbonatada y sube el pH✓ Respuesta
- B.Ácido sulfúrico, porque neutraliza la alcalinidad que queda en el agua
- C.Dióxido de carbono, porque aporta alcalinidad carbonatada y sube el pH
- D.Ácido cítrico, porque amortigua el agua frente a otra caída del pH
El sulfato de aluminio se hidroliza y libera ácido, por lo que consume alcalinidad y baja el pH; cuanto más coagulante se dosifica, más alcalinidad se destruye. El carbonato de sodio aporta alcalinidad carbonatada y sube el pH, igual que la cal y la sosa cáustica. El dióxido de carbono se disuelve como ácido carbónico y baja el pH, que es justamente para lo que se usa en la recarbonatación tras el ablandamiento con cal, y los dos ácidos citados también lo bajan.
Ref. QB-KH6DDNFuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — coagulation alkalinity demand and pH adjustment chemicalsReportar un problema con esta pregunta
17. El agua tratada que sale de la planta tiene un Índice de Saturación de Langelier negativo. ¿Qué indica eso sobre el agua en las tuberías de distribución?
- A.Está subsaturada de carbonato de calcio y tiende a ser corrosiva✓ Respuesta
- B.Está en equilibrio con el carbonato de calcio y ni incrusta ni disuelve
- C.Está sobresaturada de carbonato de calcio y tiende a formar costra
- D.Está subsaturada de oxígeno disuelto y no puede corroer la tubería
El índice es el pH medido menos el pH al que el agua estaría saturada de carbonato de calcio. Un valor negativo indica que el agua está por debajo de la saturación, de modo que puede disolver carbonato de calcio en vez de depositarlo y resulta agresiva con las paredes de tubería y con las juntas de soldadura de plomo y estaño. Un valor positivo señala la tendencia contraria, la formación de costra. El índice solo da la dirección, no la velocidad de la corrosión.
Ref. QB-42CJYNFuente: 40 CFR Part 141 Subpart I, Lead and Copper Rule — corrosion control treatment and water quality parameters; AWWA Water System Operations: Water Treatment, Langelier Saturation IndexReportar un problema con esta pregunta
18. Una empresa con acometidas de plomo y juntas con soldadura de plomo empieza a dosificar ortofosfato en el agua tratada. ¿En qué mecanismo se apoya?
- A.Baja el pH del agua para que el plomo siga en forma sólida
- B.Fija el plomo disuelto para que salga por el grifo del usuario
- C.Forma una película poco soluble que retiene el plomo en el tubo✓ Respuesta
- D.Sube la alcalinidad para que el plomo sedimente en la tubería
El ortofosfato reacciona con el plomo en la superficie del tubo y forma una capa pasivante de fosfato de plomo de baja solubilidad; es esa película, y no el producto en el seno del agua, la que limita cuánto plomo se disuelve en el agua que reposa en la acometida. Como la película depende de una química estable, hay que mantener firmes el pH y la alcalinidad mientras se forma y después; un cambio brusco de calidad o de desinfectante puede desprenderla y liberar plomo.
Ref. QB-RHX29UFuente: 40 CFR Part 141 Subpart I, Lead and Copper Rule — optimal corrosion control treatment (phosphate inhibitors and passivation)Reportar un problema con esta pregunta
19. Un operador que dosifica permanganato de potasio antes de los filtros para eliminar manganeso observa agua rosada en el efluente del filtro. ¿Qué indica esto y qué se debe hacer?
- A.La dosis de permanganato es baja, hay que subir la alimentación
- B.La dosis de cloro es alta, hay que reducir la alimentación de cloro
- C.El medio filtrante está agotado, hay que sustituirlo de inmediato
- D.La dosis de permanganato es alta, hay que bajar la alimentación✓ Respuesta
El permanganato se dosifica para oxidar el manganeso soluble a una forma insoluble que el filtro retiene, y debe consumirse por completo antes de que el agua salga del filtro. El color rosado o púrpura en el efluente es permanganato sin reaccionar que atraviesa el filtro, la señal visible de una sobredosis. Lo correcto es ajustar la alimentación hasta el punto en que el manganeso quede oxidado y el color desaparezca, verificando el manganeso en el agua filtrada mientras se baja la dosis.
Ref. QB-9258UUFuente: CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — iron and manganese oxidation with potassium permanganateReportar un problema con esta pregunta
20. Un operador debe reducir a cero el residual de cloro libre de un lote de agua tratada. ¿Qué par de productos químicos lo logra?
- A.Hipoclorito de calcio y clorito de sodio
- B.Tiosulfato de sodio y ácido ascórbico✓ Respuesta
- C.Permanganato de potasio y ozono
- D.Hidróxido de sodio y carbonato de sodio
La descloración exige un agente reductor, porque se trata de reducir el cloro libre a cloruro para que deje de actuar como oxidante. El tiosulfato de sodio y el ácido ascórbico lo hacen, igual que el dióxido de azufre y el bisulfito de sodio. El hidróxido de sodio y el carbonato de sodio solo suben el pH y la alcalinidad, mientras que el permanganato, el ozono, el hipoclorito y el clorito son oxidantes o fuentes de oxidante y sumarían carga en vez de quitarla.
Ref. QB-UZ9X4MFuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment — dechlorination agents (sulfite compounds, sodium thiosulfate, ascorbic acid)Reportar un problema con esta pregunta
Otros temas de este examen
Preguntas de práctica escritas conforme a los Need-to-Know Criteria estandarizados para Operador de Tratamiento de Agua publicados por Water Professionals International (antes Association of Boards of Certification) y a las referencias habituales de la CSUS Office of Water Programs y AWWA. Este sitio no está afiliado ni respaldado por WPI/ABC, AWWA ni la EPA de EE. UU. La certificación de operador la emite la autoridad certificadora de tu estado, que fija la clasificación de las plantas, los grados de operador, los requisitos y el estándar de aprobación: confírmalo con tu estado antes de examinarte. Los límites de contaminantes y los requisitos de monitoreo son federales y se revisan con el tiempo, así que ninguna respuesta de este sitio debe usarse como valor regulatorio vigente; consulta la normativa aplicable a tu sistema. Este banco cubre únicamente el examen de tratamiento de agua potable: el tratamiento de aguas residuales, los sistemas de recolección y la distribución de agua son certificaciones distintas. Sobre los Need-to-Know Criteria →