Diseño de un sistema de distribución hidráulica para conducción de agua tratada a operaciones industriales

El coste del agua de la potable está aumentando constantemente mientras que las concesiones para la extracción del agua subterránea se conceden raramente más. Se espera que el precio del agua potable pronto doble en precio. 23 Actualmente, la industria de procesamiento de bebidas requiere una enorme cantidad de agua potable, y uno de sus mayores problemas es la de agua residual producida continuamente en sus diferentes procesos. Muchos procesos industriales requieren el agua de proceso calentada o refrescada. Reutilizando el agua de proceso, las demandas de la necesidad energética son disminuidas y por lo tanto los ahorros se pueden notar en los costos de la energía. Los costes de eliminar aguas residuales han aumentado en un 20% en los últimos 5 años. Se espera que estos costes se levanten aún más. Algunas compañías han puesto ya las unidades de post-tratamiento para tratar aguas residuales haciéndola conveniente para la reutilización en el proceso y para operaciones de riego o de limpieza, disminuyendo así las tarifas del drenaje.Hoy en día, el mundo entero siente la necesidad de proteger y cuidar el medio en el cual se desarrolla la vida, nuestro planeta; debido a las condiciones en las cuales nos encontramos y a los David Ricardo Mejía Alburquerque 7 tantos pronósticos dictados por varios expertos en el tema medioambiental. Para ello, unos miles de personas trabajan diariamente con el afán de encontrar nuevas estrategias o técnicas que resulten menos nocivas para el ecosistema, otros nos dedicamos a aplicar dichas técnicas, dándole el enfoque práctico y de esta manera lograr mantener un planeta más limpio y puro para los que vendrá después de nosotros, nuestros hijos. El presente trabajo pretende colaborar con esta cadena medio ambientalista, en la que estamos inmersos científicos, doctores, ingenieros, abogados, economistas, tecnólogos, asistentes, obreros y todo aquel que ame la vida y las maravillas de las cuales gozamos día a día. Entendido lo anterior, la tesis se basa en el Diseño de una Red Hidráulica para distribución de agua recuperada a través del tratamiento adecuado, el cual que se llevará a cabo en las instalaciones de una EMPRESA Cervecera ubicada en la ciudad de Guayaquil en el Km. 16 ½ vía Daule. En la actualidad, la entidad a la que se hace referencia, compra el 100% del agua que requiere a la Empresa de Agua Potable de la 8 ciudad (INTERAGUA), y diariamente genera un gran volumen de aguas residuales que debe ser desalojado; lo que les genera un elevado costo de producción debido a la gran demanda anual que requieren de este elemento. En el proceso productivo, parte de esta agua es utilizada sin ningún tratamiento adicional y otra es ablandada para posteriormente insertarla a todos aquellos sectores que lo necesitan para su normal funcionamiento. Al finalizar este proceso existe un gran volumen de efluentes, producidos particularmente en operaciones de limpieza y envasado, que requieren ser evacuados, lo cual corresponde al 65% del total de agua consumida. Estas aguas residuales presentan una carga orgánica elevada y fácilmente biodegradable, sólidos en suspensión originados en la descarga de productos intermedios, Nitrógeno debido principalmente a la malta, aditivos y al uso de detergentes utilizados para la limpieza de tanques, PH fuertemente alcalinos generados en los procesos de limpieza de equipos y botellas retornables y en ocasiones metales pesados debido al desgaste de la maquinaria. Para que estas aguas puedan ser evacuadas sin sufrir ningún tipo de sanción, la EMPRESA gasta un valor adicional para procesarla 9 hasta llegar a niveles permisibles, establecidos por el Instituto Ecuatoriano de Recursos Hidráulicos (INERHI), que es el organismo que regula los limites y establece las normas para la evacuación del agua industrial al medio ambiente en el Ecuador. El enfoque principal es entonces, aprovechar el agua de residual de la planta, dándole el tratamiento adecuado para poder reutilizarla y distribuirla dentro de la misma en diferentes actividades de rutina como lo son: Limpieza de caja de botellas Sistemas de lubricación Jabonosa Limpieza de espuma a la salida de las envasadoras Lámparas de inspección de botellas Aseo de pisos Riego de áreas verdes Suministro de agua para calderas, condensadores y pasteurizadoras Logrando así, reducir los costos de operación, optimizar la producción de la planta y contribuir con el medio ambiente. Por ello, será el objetivo de esta tesis realizar el diseño completo de la red de 10 distribución del agua tratada utilizando una metodología muy simple la cual se describe a continuación: En la primera parte se analizará los requerimientos del sistema, así como también los planos del lugar, datos técnicos, condiciones ambientales y demás soportes que proporcione la Empresa. Posteriormente se revisarán los fundamentos teóricos y criterios de diseño para el dimensionamiento de las tuberías, selección de bombas, medidores, válvulas y demás accesorios. Luego, se plantearán los posibles puntos críticos del sistema y se establecerán los supuestos necesarios para el inicio del cálculo del diseño. Además de analizarse el número de accesorios necesarios en cada línea. Teniendo el dimensionamiento completo de las tuberías, se procederá a la selección de las bombas requeridas para la alimentación de la red. Adicionalmente como parte del proyecto es necesaria la utilización de variadores de frecuencia para disminuir el alto consumo energético producido en los arranques. Consecuentemente, se presentarán planos detallados de la red de distribución así como también la ubicación de cada uno de los accesorios seleccionados previamente en la fase del diseño, y así 11 poder brindar un material de apoyo para una mejor comprensión al momento de llevarse a cabo la instalación y montaje del sistema Finalmente, se realizará un análisis económico, que justifique la realización de este proyecto y un estimativo del tiempo el cual se recuperará la inversión. Al culminar el proyecto se espera poder cumplir con el objetivo principal planteado que es aprovechar el agua residual de la planta y así reducir la compra directa de agua a la Empresa de Agua potable en un mínimo de un 40%, permitiendo de esta manera disminuir los costos de producción y además generar un ahorro energético producto de la instalación de los variadores de frecuencia en cada una de las bomba de seleccionadas