Guía metodológica para determinar módulos de consumo y factores

MDULOSDECONSUMOYFACTORESDE VERTIMIENTO DE AGUA

Ejecuta:

MDULOSDECONSUMOYFACTORESDE VERTIMIENTO DE AGUA

Un proyecto de:

Guametodolgica para determinarmdulos de consumode agua y factores de vertimiento

Primera EdicinMedelln, ColombiaDiciembre de 2010

Est prohibida la reproduccin parcial o total de esta publicacin y mucho menos para finescomerciales. Para utilizar informacin contenida en ella se deber citar fuente.

Una publicacin delrea Metropolitana del Valle de Aburr

Mauricio Facio Lince Prada, Director

Alejandro Gonzlez Valencia, Subdirector Ambiental

AutoresJos Adrin Ros Arango, Ingeniero MecnicoJhon Fredy Escobar Paniagua, Ingeniero QumicoIsrael Palacio Herrera, Ingeniero Ambiental

Equipo de trabajoEdgar Botero Garca, Ingeniero Mecnico, Ph.D; Marta Elena Martnez Soto, IngenieroQumico; Astrid Margarita lvarez Cartagena, Tecnloga Qumica; Milena Castrilln Muriel,Tcnico Ambiental; Olfer Arley Villa, Tcnico Ambiental; Yeison David Zuleta Snchez,Tcnico Ambiental; Catalina Castao Castrilln, Ingeniera Sanitaria; Diego Alonso BetancurEstrada, Ingeniero Sanitario;Hctor JairoVlez Jimnez, Ingeniero Sanitario.

InterventoraMargarita Cardona Gallo, Profesional Universitariarea Metropolitana del Valle de Aburr

Coordinacin de la Publicacin.Oficina Asesora de Comunicaciones del rea Metropolitana del Valle de Aburr

FotografaGrupo de Investigaciones Ambientales, Universidad Pontificia Bolivariana, Sede Medelln.

Diseo grficoJorge Ramrez

ImpresinGrficas Pajn

Registro ISBN978-958-44-7731-6

Gua metodolgica para determinar mdulos de consumo y factores de vertimiento de agua


Presentacin

Introduccin

1 Marco conceptual1.1 Definiciones1.1.1 Mdulo de consumo1.1.2 Factor de vertimiento1.1.3 Carga contaminante1.2 Resumen de la metodologa2 Identificacin del proceso2.1 Equipo de trabajo2.2 Recopilar informacin2.3 Diagramas de proceso2.4 Determinacin de variables3 Planeacin de las mediciones3.1 Etapa o proceso a medir3.2 Identificacin del mtodo de medicin apropiado3.2.1 Aforo volumtrico3.2.2 Vertederos3.2.3 Correntmetro3.2.4 Aforo con flotadores3.2.5 Placa Orificio3.2.6 Contadores o medidores de volumen3.2.7 Cubicacin3.3 Seleccin o diseo de formatos3.4 Cotizar anlisis o mediciones adicionales3.5 Elaborar listado de implementos requeridos4 Medicin y toma de muestras4.1 Medicin de las variables4.2 Determinar la tcnica de muestreo4.3 Realizar la toma de muestras5 Clculo de ndice de consumo5.1 Digitar la informacin obtenida5.2 Determinacin del modulo de consumo5.2.1 Clculo directo5.2.2 Clculo indirecto

5

6

777777999910121212131417202325293031313333

35363636

33

3736


5.3 Algunos mdulos de consumo

6 Calculo de Factor de vertimiento

6.1 Determinacin del factor de vertimiento

6.2 Algunos factores de vertimiento

7 Opciones de uso eficiente del agua

7.1 Lavado de vehculos

7.2 Sector textil

7.3 Curtimbres

7.4 Beneficio de materiales

7.5 Artes grficas (impresin con tintas a base de agua)

7.6 Preparacin de alimentos

7.7 Riego de jardines

7.8 Equipos de enfriamiento

7.9 Fabricacin de cermicos

7.9.1 Cermicos

7.9.2 Fabricacin de tejares y ladrillos

7.10 Galvanoplastia

7.11 Hoteles y moteles

8 Metodologa para determinacin de valores ptimos de mdulos de consumo

de agua y factores de vertimiento

8.1 Clasificacin de la informacin de la base de datos

8.2 Determinacin del valor ptimo

8.3 Tipos de meta

8.3.1 Meta unilateral inferior

8.3.2 Meta unilateral superior

8.3.3 Meta bilateral

9 Glosario

10 Bibliografa

11 Anexos

Lista de Figuras

Lista de Fotografas

Lista de Tablas

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Presentacin

La gestin ambiental es un procesoorientado a identificar, resolver, mitigar yprevenir problemas de carcter ambiental,con el propsito de lograr una adecuadatoma de decisiones, aprovechando losrecursos demanera racional y rentable.

Una de las principales herramientasutilizadas en procesos de gestinambiental es la determinacin deindicadores de consumo de agua, energa ymaterias primas. Es as como, para elmanejo eficaz del agua en cualquieractividad industrial o de servicios, serequiere conocer el consumo unitario y elvertimiento que genera dicho uso.

Para hablar de uso eficiente y racional delagua y determinar metas de ahorro afuturo, es necesario conocer los valorestpicos o consumos base de agua para laproduccin industrial o la prestacin deservicios. Por ello, el rea Metropolitanadel Valle de Aburr en convenio con laUniversidad Pontificia Bolivariana, a travsd e l G r u p o d e I n v e s t i g a c i o n e sAmbientales, ejecut el proyectoDeterminacin de Mdulos de Consumode Agua y Factores de Vertimientos paraSectores Industriales y de Servicios, en elcual se define una metodologa paraestablecer los consumos de agua, supotencial de ahorro y los factores dev e r t i m i e n t o , p r o p o r c i o n a n d oinstrumentos tcnicos para la adecuadaadministracin del recurso hdrico.

Durante el desarrollo del proyecto serealizaronmediciones de consumo de aguay caracterizacin de vertimientos de aguasresiduales en mas de 70 establecimientos,pertenecientes a 21 subsectores; entreellos: lavado de vehculos, moteles,hoteles, beneficio de materiales, textil,

curtiembre, papelero, artes grficas,alimentos y cermicos.

En esta gua se publica un resumen de losmtodos que fueron utilizados durante eldesarrollo del proyecto, y ms que unarecopilacin de informacin bibliogrficacon datos tericos de entornos diferentes al a s i t u a c i n l o c a l , s e i n d i c anprocedimientos prcticos que el grupo detrabajo aplic en las visitas delevantamiento de informacin primaria.Adems, se presenta una metodologapara determinar los mdulos de consumode agua, mdulos ptimos y factores devertimiento, y se describen opciones parapromover el uso eficiente y racional delagua.

A futuro, la aplicacin de la metodologareferida, articulada con programas deProduccin ms limpia y de uso eficiente yracional del agua, fortalecer la gestin delrecurso hdrico, que conlleva al desarrollosostenible de la reginMetropolitana.

Mauricio Facio Lince PradaDirector rea Metropolitana del Valle de Aburr


El rea Metropolitana del Valle de Aburres una entidad Administrativa que nace en1980, y la rigen fundamentalmente lasleyes 128 de 1994 y 99 de 1993. Es gestoradel desarrollo de la regin del Valle deAburr, y las funciones de planeacin sonsu razn de ser; adems, es autoridadambiental y de transporte masivo demediana capacidad. Su compromisofundamental es orientar el desarrollo de lagran regin metropolitana, compromisoque exige cooperacin, coherencia ycontinuidad en las inversiones de losactores que la componen.

En la zona urbana, el rea Metropolitanadel Valle Aburr, tiene identificadasaproximadamente 178 captaciones de aguasuperficial para diferentes usos como elhumano, el domstico, el de servicios y elindustrial, entre otros. En cuanto a lasaguas subterrneas, en el ao 2001 seinventar iaron 383 captaciones yactualmente hay identificadas otras 824, loque evidencia un aumento en el uso de esterecurso. En este inventario se tuvieron encuenta pozos y aljibes, activos, inactivos ysellados, manantiales y galeras deinfiltracin.

Para las autoridades ambientales, esindispensable contar con herramientasadecuadas para la administracin de losrecursos naturales y por lo tanto esimportante adelantar proyectos deinvestigacin para determinar el consumodel agua y la generacin de cargascontaminantes de diversos procesosindustriales y de prestacin de servicios. Asu vez, las empresas tambin requierentrabajos de este tipo para controlar mejorsus procesos.

El clculo demdulos de consumo pretendedarles a los usuarios del recurso y a laautoridad ambiental, las bases suficientespara conocer la demanda de agua, y asrepercutir directamente en el valor delcoeficiente de escasez, y por ende, impulsarel uso eficiente y racional del agua en losdiferentes procesos que hacen parte de lossectores productivos y de servicios.

Adicionalmente, los factores de vertimientopermiten conocer la cantidad de sustanciasque se vierten. Sirven para tener un mejorcontrol de la contaminacin generada y enalgunos casos determinar los potencialesde recuperacin y ahorro de materiasprimas.

Esta gua presenta una metodologa paradeterminar mdulos de consumo de agua yfactores de vertimiento, aplicable tanto alsector industrial como de serviciosAdems contiene algunas opciones para eluso eficiente del agua y la determinacin devalores ptimos de los indicadoresevaluados.

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Marco conceptual

El Concepto de uso eficiente del aguaincluye cualquier medida que reduzca lacantidad que se utiliza por unidad encualquier actividad, y que favorezca elmejoramiento de la calidad de agua. En lam a y o r a d e l a s a c t i v i d a d e sso c i oe conmica s , puede va r i a rconsiderablemente el uso del agua,dependiendo del efecto de muchosfactores. Algunos de ellos, como laseleccin de los procesos productivos, sondecisiones del sector privado; otros, comolas tasas por uso, dependen del sectorpblico; y, adicionalmente, tambin hayvarios que cambian con el tiempo, comolos costos de la tecnologa.

Es decir que las polticas y prcticas queconducen a mejorar la eficiencia en el usodel agua, presentan una variedad deopciones adaptables a las circunstanciaslocales. Es por esto que se hace necesarioevaluar constantemente los consumos y elvertimiento de agua por unidad deproduccin, y determinar, a su vez, lospotenciales de ahorro y el valor ptimo. Acontinuacin se presentan algunosconceptos importantes y posteriormenteel resumen de lametodologa propuesta.

Es la cantidad de agua que se requierepara el desarrollo de una actividad o laobtencin de un producto. Sirve paradeterminar los caudales o volmenes deagua que se asignan a personas naturaleso jurdicas para el desarrollo de susactividades domsticas, agropecuarias,industriales, comerciales o de otro tipo;as mismo, sirve como criterio paradeterminar potenciales de ahorro y usoeficiente del recurso.

Se define como la carga contaminantegenerada por unidad de produccin en elsector industrial o por usuario en el sectorde servicios. A partir de este se podrndefinir criterios para cumplir con lasmetas de reduccin de contaminantes.

Se puede definir como la masa de uncontaminante generado o vertido porunidad de tiempo. Para efectos de estagua se puede calcular considerando elcaudal o el volumen de agua, como sedescribe en el captulo 6.

Para el desarrollo de esta metodologa, serealiz una revisin de las etapas msrepresentativas para el consumo yvertimiento de agua en los 21 subsectoresevaluados. Se identificaron procesos conel fin de recopilar la informacin mspertinente a tener en cuenta para llevar acabo las mediciones. Cabe resaltar que laaplicacin de esta metodologa se hizopara mediciones por procesos oactividades, lo cual permite optimizarcada etapa productiva por aparte, y comocon se cuen c i a s u s c on sumo s yvertimientos globales.

La metodologa que se describir en lapresente gua se puede resumir en cincofases que contemplan 18 actividadescomo semencionan en la Tabla 1.

En los captulos posteriores, del 2 al 6, seexplicar cada una de las actividadespropuestas para las fases 1 a la 4. Adems,como complemento de la fase 5seguimiento y verificacin, se hace unabreve descripcin de la metodologa parala determinacin de los valores ptimos(captulo 8)

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,


Tabla 1. Metodologa para calcular mdulos de consumo y factores de vertimiento

Paralelamente, se identificaron algunasoportunidades de ahorro y uso eficientede agua en cada uno de los subsectoresevaluados, con el objetivo de predecir con

una mejor aproximacin los valores ptimosencontrados. Dichas recomendaciones sernpresentadas en el captulo 7 de esta gua.

Identificacin del proceso

A continuacin se describen cada una de lasactividades que se tienen previstas para laFase de identificacin del proceso.

El primer paso de la metodologa es laconformacin del equipo de trabajo, el cualdebe estar conformado por personal de lasreas ambiental, con el objetivo de aportarlos conocimientos en temas de uso eficientede agua y medicin de caudales; deproduccin, quienes conocen el desempeode la maquinaria, los requerimientos deagua y las variables que influyen en elproceso; y del rea de mantenimiento, parala realizacin de las adecuaciones necesariasen el sitio de trabajo. Cada uno aportar alobjetivo que ser la obtencin demdulos deconsumo y factores de vertimiento.

Las actividades a desarrollar por el equipo detrabajo sern las mismas que se presentanen cada unade las fases de lametodologa

Para esta etapa es necesario revisar lainformacin histrica de consumos de agua yvertimientos de la empresa, o en su defecto

hacer una minuciosa recopilacin deinformacin secundaria que permitapreparar diagramas de procesos y balancesde agua preliminares. Muchas veces no esposible tener datos precisos, sin embargo serequiere, en la medida de lo posible, teneruna buena aproximacin al estado actual delconsumo de agua y del vertimientogenerado.

Para la elaboracin del diagrama de proceso,se identifica cada uno de los pasos o etapas yse evalan aquellas que tengan mayoresconsumos de agua y vertimiento, lo cualpermitir su priorizacin. Se debe presentarlas fuentes de agua utilizadas en cadasubproceso (pozo, quebrada, planta detratamiento propia, acueducto, etc.) y lasetapas donde se generan vertimientos.

El diagrama de proceso puede ser tancomplejo como decida el grupo de trabajo,pe ro s iempre debe mos t rar unaaproximacin, almenos en porcentaje, de losconsumos de agua y vertimientos. LasFiguras 1, 2 y 3 muestran algunos ejemplospara la elaboracin de un diagrama dep r o c e so s en c i l l o . L o s d a t o s nonecesariamente corresponden a la realidad yson colocados amanera de ejemplo.

Figura 1. Diagrama del proceso alojamiento en Hoteles y Moteles.


Figura 2. Diagrama de proceso para el lavado completo de Automviles,Camperos o Camionetas.

Existenmuchas variables propias de cadaproceso, que inciden directamente en elvolumen de agua consumida o en la cargacontaminante generada. El equipo detrabajo deber identificar aquellas querequieren registrarse o medirse de talmanera que se logre cuantificar su

importancia en el uso eficiente del agua.Adicionalmente, existen variables que noson susceptibles de control y sin embargoinfluyen en el proceso. Lo anterior implicaque las mediciones de mdulos deconsumo tendrn un mayor grado deincertidumbre. Algunas de las variablesidentificadas en los sectores evaluados sepresentan en la Tabla 2.

Figura 3. Diagrama de flujo del subprocesotintura de polister algodn

Sectores o Mdulos Posibles variables de incidencia

Lavado de Vehculos Tipo de vehculos, marca, grado de suciedad, operario,cilindraje, etc.

Beneficio de Materiales Produccin, d imetro de grava, tipo de suelo, tecnologautilizada, etc.

Textileras con fibras naturales Produccin en kilos, Produccin en metros, Tipo de tela,tipo de colorante, tipo de fibra.

Tintoreras Produccin en kilos, produccin en metros, Tipo de tela,tipo de colorante, tipo de fibra, tecnologa utilizada, etc.

Teido de CintasProduccin en metros, ancho de la cinta, capacidad delequipo de teido, velocidad del proceso, color, operarioetc.

Teido de Hilos Produccin en kilos, referencia del hilo, tipo de colorante,tamao de la niquelina, operador, etc.

Lavanderas Industriales Kilogramos de prendas, numero de prendas, Tipo delavado (Formulacin), tecnologa utilizada, etc.

GalvanoplastiaProduccin en Kilogramos, Nmero de piezas, rearecubierta, tipo de recubrimiento, capacidad de lostanques, espesor de recubrimiento, etc.

Curtiembres Produccin, Edad del cuero, Tipo de piel (fresca osalada), Tipo de teido, tipo de cuero, etc.

Papelero Tipo de cartn o papel, Gramaje, Materia Prima(Reciclado o pulpa virgen), etc.

Artes Grficas Tamao de impresin, Tamao del lote,Tipo de impresin,Tipo de tintas, etc.

Fabricacin de refrescos Tipo de bebida, Volumen del lote, tamao del tanque, tipode preparacin (coccin o preparacin en fro), etc.

Fabricacin de Cermicas Tipo de cermicos, tipo de proceso (hmedo o seco),Tecnologa utilizada, etc.

Hoteles y MotelesDa de alojamiento, Hora de alojamiento, Tipo dehabitacin, servicios prestados, costumbres del habitanteetc.

Riego de Jardines rea regada, tipo de suelo, Temperatura ambiente,precipitacin diaria, tipo de boquilla, etc.

Enfriamiento de Equipos rea a enfriar, Tipo de equipos, temperatu ra, Tipo dematerial, Calor a extraer, etc.

Tabla2. Variables relacionadasconel consumodeagua

Identificacin del proceso


Figura 4. Alternativas de seleccin del mtodo de medicin a utilizar.

En trminos generales, se puede decir quela medicin es la herramienta bsica delcontrol, la cual sirve de gua para alcanzareficazmente los objetivos planteados con elmejor uso de los recursos disponibles. Unaadecuada planificacin permitir obtenermejores resultados en el proceso demedicin y reducir el tiempo requeridopara conocer los mdulos de consumo yfactores de vertimiento.

Para seleccionar la etapa a la cual se lemedir el mdulo de consumo o factor devertimiento, se debe tener en cuenta lossiguientes aspectos:

El diagrama de proceso presentaporcentajes elevados de agua.

Presentan una carga contaminantealta en algnparmetro.No se tiene informacin de suconsumo y por lo tanto se requieremedicin.En un proceso muy comn en laproduccin o prestacin delservicio.Datos de informacin secundariareportan altos consumos o cargacontaminante.

Para determinar los indicadores serequiere conocer el volumen de agua y laproduccin o cantidad de serviciosprestados. Las variables mnimas a teneren cuenta y los mtodos de medicin decaudal o volumen, dependern de si elproceso es unitario, por lotes o continuo,como se presenta en la Figura 4.

Q : Caudal promedio en L/sQ : Caudal instantneo en L/sV : Volumen en Lt : tiempo en segundosn : Nmero de mediciones realizadas

p

i

Planeacin de las mediciones

A continuacin se presentan algunos de losmtodos de aforo utilizados comnmente.

La medicin del caudal se realiza de formamanual utilizando un cronmetro y unrecipiente aforado.

El procedimiento a seguir es tomar unvolumen de muestra cualquiera, y la altura cuando se ha aforado el recipientepreviamente , y medir el tiempotranscurrido desde que se introduce a ladescarga hasta que se retira de ella; larelacin de estos dos valores permite conocerel caudal en ese instante de tiempo.

Se debe tener un especial cuidado en elmomento de la toma de muestra y lamedicin del tiempo, ya que es un procesosimultneo donde el tiempo comienza atomarse en el preciso instante que elrecipiente se introduce a la descarga y sedetiene en el momento en que se retira deella. Se deben realizar varias mediciones, ysacar un promedio aritmtico. Es funcionalpara pequeos caudales; sin embargo sepuede aplica para caudales mayores siemprey cuando se pueda aforar recipientes demayor tamao (100L a 250 L).

El caudal instantneo se calcula con lasiguiente ecuacin:

Para poder utilizar cualquier recipiente enel mtodo de aforo volumtrico, esnecesario llevar a cabo un proceso previode calibracin. Para esto se debe tener elrecipiente, una regla o un flexmetro y unaprobeta graduada. El procedimiento es elsiguiente:

1. Realice la medicin de un volumendefinido en la probeta (Por ejemplo 100mL), que sea aproximadamente el 10% dela capacidad del recipiente a aforar.

2. Deposite el agua en el balde

3. Mida la altura de lmina de agua con unaregla y registre los valores de volumen yaltura.

4. Deseche el agua completamente

5. Repita los pasos 1, 2, 3 y 4,cerciorndose que cada vez se incrementeel volumen depositado en el recipiente,hasta que se complete la capacidad delrecipiente. (Por ejemplo 150 mL, 200 mL,250mL, etc.)

8. Se registran los datos en una hoja decalculo y se grafica Altura vs. Volumen.

9. En la hoja de clculo, determine laregresin lineal, potencial o polinmica delos puntos para obtener una ecuacin querelacione la altura del agua en el recipientecon e volumen. (Ver Figura 5)

10. Con la ecuacin calcule el valor tericode volumen y el error obtenido, el cual nodebe ser superior al 5%.

y el caudal promedio con la siguiente expresion:


Figura 5. Determinacin de la ecuacin de calibracin del recipiente

Otro mtodo utilizado para medicin decaudal, es la instalacin de vertederos ensus distintas formas, de los cuales existen,segn la aplicacin, diferentes diseos.

Ya sea como estructura de control deaprovechamientos hidrulicos o bien paraaforo de agua, su aplicacin es muydifundida. Una de las razones es porquepermiten obtener el dato del caudal siendonecesario nicamente medir una variableque es la altura de la cresta. Los vertederosde pared delgada se utilizan principalmenteen aforos de caudales pequeos, en dondese dispone de un canal artificial y por lotanto no es recomendable para aguasnaturales.

Segn la forma geomtrica del contorno deapertura, pueden distinguirse vertederosrectangulares, trapezoidales, triangulares,parablicos, etc.

La instalacin de un vertedero debe hacerseen un tramo rectilneo del curso de agua,libre de turbulencias, talmanera que:

1. La cresta debe quedar perfectamentecolocada en nivel.

2. Est en posicin normal (perpendicular)respecto a la corriente de agua.

3. Est firmemente colocado con ayuda deguas en el canal.

4. El agua no puede pasar por el fondo opor los lados; es decir, que discurra ensu totalidad dentro de la abertura delvertedero.

5. El agua debe caer libremente sinrepresamiento en el vertedero.

A continuacin se presentan los vertederosrectangulares con y sin contraccin ytriangular, los cuales son los ms utilizadospor su fcil construccin (Ver Figura 6).

Es el vertedero cuya seccin de caudal esun rectngulo de paredes delgadas, demetal o de madera, y la cresta esachaflanada, es decir, cortada en declive, afin de obtener una arista delgada.


(a) Vertedero rectangular

(b) Vertedero sin contraccin

Figura 6. Tipos de vertederosms comunes

Se recomienda que esta contraccin tenga lasiguiente anchura (b) con relacin al caudalque se pretendemedir:

b : 8 cmpara un caudal inferior a 1 L/sb : 0,25mpara un caudal de 5 a 25 L/sb : 0,50mpara un caudal de 25 a150L/sb : 1mpara un caudal superior a 150 L/s

La distancia de las aristas verticales de lacontraccin a las paredes del canal debe deser de 1 a 1,5 veces el valor de b. La altura (h)no se mide encima del vertedero, sino a unadistancia 1,50 m aguas arriba del vertedero.Para esto se clava una estaca en posicinvertical, a esta distancia. La cabeza de laestaca debe coincidir con la altura de la aristainferior del vertedero de tal manera que alhacer la medicin se tome directamente laaltura de la lmina de agua.

Para lamedicin se registra la altura entre lasuperficie del agua y la coronacin delvertedero (o de la estaca), mediante unaregla graduada o un flexmetro. El caudal secalcula a partir de la siguiente ecuacin:

En estos vertederos el agua se vierte a lolargo de toda la arista superior. Para ladeterminacin del caudal se utiliza lasiguiente ecuacin:

Siendo b el ancho del vertedero sincontraccin (elmismo ancho del canal) y h laaltura de la lmina de agua por encima delvertedero medida aproximadamente a 1,5m aguas arriba del vertedero. Se utilizacuando los canales son muy angostos y elcaudal es grande.

Los vertederos triangulares permiten tenermedidas ms precisas de las alturascorrespondientes a caudales reducidos. Porlo general, se construyen en metal. En laprctica, nicamente se emplean los quetienen forma de issceles y los ms usualesson los de 90.

Este vertedero es ms exacto para caudalesinferiores a 1 L/s. Se recomienda que lamedicin de la altura del agua se haga deforma semejante a como se indic en losvertederos rectangulares. Para unvertedero con ngulo de 90, la ecuacinpara calcular el caudal es:


Figura 7. Formato Captura de Datos para aforo volumtrico o vertedero

En este mtodo, la velocidad en un puntodado de la masa de agua, se mide pormedio de un instrumento llamadomolinete. Existen diversos tipos, pero losms empleados son los de hlice, cuyotamao vara; sin embargo, el principiode funcionamiento es el mismo. El

mtodo del correntmetro para lamedicin de mdulos de consumo yfactores de vertimiento se hace para lascorrientes de agua que por su alto caudalno es posible aforarlas volumtricamenteo m e d i a n t e v e r t e d e r o . L a sconsideraciones que se deben tener encuenta son:

El tramo del canal u cauce que se escojapara medir el caudal debe ser lo masrecto posible, en una distancia de 150 a200 metros, tanto aguas arriba comoaguas abajo del punto de aforo y en elcual no debe confluir ninguna otracorriente, ni existir prdidas oderivaciones de agua.

La seccin de control debe estar ubicadaen un tramo en el cual el flujo libre deturbulencias, y donde la velocidad de lacorriente est ubicada dentro de unrango que pueda ser registrado por uncorrentmetro.

El cauce del tramo debe estar limpio demalezas o matorrales, de piedrasgrandes, bancos de arenas, etc., paraevitar imprecisiones en las medicionesde agua.

Tanto aguas abajo como aguas arriba, laestacin de aforo debe estar libre de lainfluencia de puentes, presas o cualquierotra construccin que pueda afectar lasmediciones.

El sitio debe ser de fcil acceso para realizarlasmediciones.

El proceso que se presenta a continuacin esuna adaptacin de la metodologa paramedicin de aguas naturales, conprofundidad mxima de 45 cm, y permitetener un valor aproximado de caudal, sinembargo, en caso de requerir datos exactos serecomienda contratar el servicio con unexperto en el tema. A continuacin sedescribe el procedimiento a seguir:

Fotografa 1. Correntmetro



Fotografa 2. Medicin de la seccin del cauce

1. El proceso se inicia con lamedicin dela longitud total de la seccin

2. Posteriormente el ancho superior de laseccin transversal (superficie libredel agua) se divide en mnimo 10tramos iguales. En cada una de estasdivisiones se realiza la medicin delnivel, obtenindose de esta manera elperfil de la seccin transversal.

3. En cada tramomedido anteriormente,se trazan verticales, hasta alcanzar ellecho. La profundidad de cada verticalse puede medir con la misma varilladel correntmetro que est graduada.Las verticales se trazan en el mismomomento en que se van a medir lasvelocidades.

4. Con el correntmetro se mide lavelocidad a una distancia desde lasuperficie equivalente al 60% de laprofundidad total. Algunos equiposreportan directamente la velocidad

pero en otros hay que calcular lasrevoluciones por segundo del molinetepara poder calcularla.

5. La velocidad del agua en cadasubseccin es el promedio de lasvelocidades verticales, que laencierran.

6. El rea de cada subseccin se calcularfcilmente considerndola como unparalelogramo cuya base (ancho deltramo) se multiplica por el promediode las profundidades que la delimitan.

7. El caudal de agua que pasa por unasubseccin se obtiene multiplicandosu rea por el promedio de lasvelocidades medias registradas, encada extremode dicha subseccin.

8. El caudal de agua que pasa por el ro esla suma de los caudales que pasan porlas subsecciones.

L1 L2 L3 L4 L5

V1

V2

V3V4

V5

H1 H2 H3 H4 H5

Fotografa 3. Medicin de velocidad con molinete

Figura 8. Determinacin de Velocidad en el Cauce



Este mtodo se utiliza generalmentecuando no se tienemolinete, existe excesivavelocidad en el cauce, hay peligros para laspersonas o para los equipos por lascaractersticas del agua, etc.

La metodologa de medicin del caudal conflotadores es:

1. Seleccionar un tramo recto del caucepreferiblemente superior a 15metros.

2. Determinar el ancho del cauce y lasprofundidades de este en tres partes dela seccin transversal.

3. Calcular el rea de la seccintransversal aplicando la formula,donde h , h y h son las profundidadesdel cauce; b es el ancho del cauce y hla altura promedio del cauce:

4. Para medir la velocidad del agua, seselecciona un tramo recto entre 5 y 10m, y se deja caer el flotador al inicio deltramo que est debidamentesealado, en lo posible al centro delcurso del agua. Cuando el flotadorcruza por el punto de partida se inicia lamedicin de tiempo con el cronmetro,y se para cuando termina el tramoseleccionado. Con la distanciarecorrida y el tiempo se calcula lavelocidad superficial y promedio de lacorriente, segn las siguientesfrmulas:

v : Velocidad superficial del agua.v :Velocidad mediaL : Longitud del tramo (10 m

aproximadamente.)t: Tiempo de recorrido del flotador

entre dos puntos del tramo L.

5. Finalmente se calcula el caudal utilizandola siguiente formula:1 2 3

prom

m

Fotografa 4. Mtodo del flotador

Fotografa 5. Procedimiento de medicin por flotador



Figura 9. Ejemplo de medicin con correntmetro

La placa de orificio es el elemento primariopara la medicin de flujo en tuberas mssencillo. Consiste es una lamina plana circularcon un orificio concntrico, excntrico segmentado, fabricada en acero inoxidable.Tiene una dimensin exterior igual al espaciointerno que existe entre los tornillos de lasbridas del montaje, el espesor del discodepende del tamao de la tubera y latemperatura de operacin.

La cara de la placa de orificio que se conectapor la toma de alta presin se colocaperpendicular a la tubera, el borde del orificiose tornea a escuadra conun ngulo de 90, y alespesor de la placa se le hace un biselado conun chafln a un ngulo de 45 por el lado debaja presin. El biselado afilado del orificio esmuy importante, ya que prcticamente es lanica lnea de contacto efectivo entre la placay el flujo. Cualquier rebaba distorsin delorificio ocasiona un error del 2 al 10% en lamedicin.

Para determinar el caudal (Q) en las tuberas,se colocan dos manmetros; uno a unadistancia de 2 dimetros antes del orificio yotro 1 dimetro despus del orificio. Se midela variacin de presin P) para obtener elvalor de caudal utilizando la siguienteecuacin:

(

Figura 10. Tipos de placa orificio

C :

E:D:d:::P:

d Coeficiente de descarga, el cual dependede diversos factores como, por ejemplo, larazn de los dimetros (beta), lascaractersticas particulares del tipoelemento primario, el nmero de Reynolds,etc. Para orificio concntrico se puedeutilizar 0,61.

Coeficiente de velocidad de aproximacinDimetro de la tuberaDimetro de orificioRelacin de dimetros d/DDensidad del fluidoPresin diferencial

La s p l a c a s de o r i f i c i o s no sonrecomendables en los siguientes casos:

En la medicin de fluidos con slidos ensuspensin.Para vapores, ya que se necesita perforarla parte inferior.Para fluidos demasiado viscosos, ya que lamedicin es errtica.

En la Figura 11 se presenta la forma deinstalacin mediante bridas y un esquemade la forma tpica de la placa.



Fuente: (a) [Consulta: 22 deNoviembre de 2010] 12 pantallas.(b) [Consulta: 12 de Noviembre de 2010]. 23 p.

http://www.instrumentacionycontrol.net/http://www.conagua.gob.mx

Figura 11. Forma de instalacin y esquema de la placa orificio

(a)

(b)

Cara aguas arriba Cara aguas abajo

Direccin delagua

Placa orificio

Eje centralde la tubera

E

D d

e

http://www.instrumentacionycontrol.net/http://www.conagua.gob.mxFigura11.Formadeinstalaci

El uso de los contadores se hace paraobtener directamente el volumen deagua usada o vertida en procesosunitarios o por lotes. En caso que laempresa tenga contadores instalados enlos procesos, puede evaluar elmdulo deconsumo mediante el seguimientocontinuo en cada uno de los lotes deproduccin. Si no se cuenta concontadores en todos los procesos, esfactible construir adaptacionesprovisionales para la medicin. (VerFo t o g r a f a s 6 y 7 ) . A l g una srecomendaciones para la instalacin decontadores son:

Asegrese que la flecha indicadora dedireccin del medidor sigue el sentido delflujo del aguaMonte el medidor de manera que quedeenposicin horizontal.Es conveniente instalar un filtro aguasarriba.Antes de instalar el medidor, eliminemediante un lavado la suciedad delinterior de la tubera.Asegrese que el medidor est instaladode tal forma que siempre se encuentrelleno de agua.Elimine el aire recluido en el sistema.Es importante tener en cuenta que sedeben instalar en procesos que tengantemperaturas por debajo de 35C.

Fotografa 6. Montaje del adaptadorpara instalacin provisional del contador.

Fotografa 7. Adaptacin provisional delcontador paramedicin de consumos de agua.



A continuacin se presenta una brevedescripcin de los contadores de agua mscomunes.

E l p r inc ip i o de med i c i n es dedesplazamiento positivo por disco oscilantecolocado en una cmara. El volumen de aguaque pasa a travs del medidor escontabilizado segn el nmero de ciclos.Cada ciclo del disco conduce un volumen fijode agua.

Este medidor opera bajo principio develocidad. Los chorros de agua impulsan laturbina colocada en la parte inferior de lacmara de medicin por debajo del registro.El movimiento (velocidad) de la turbina setransmite a un sistema de engranajes y deestos a la cartula.

Funciona bajo el principio demovimiento delagua sobre una turbina encapsulada con

entrada de un chorro nico que incide sobresta hacindola girar. Este movimiento de laturbina se transmite al registro paramedir elvolumen de agua que se est consumiendo.

Estos equipos estn diseados para mediraltos caudales con una mnima prdida decarga, ofreciendo alta confiabilidad yexactitud de funcionamiento por un largotiempo de uso. La medicin es por medio deu n a t u r b i n a p l s t i c a q u e g i r aproporcionalmente a la velocidad del flujo.

Su aplicacin es principalmente para aguaresidual y sistemas de riego. Por lo general,est diseado para aguas que contienen grancantidad de impurezas, y siempre trabaja atubera llena. Consta de un rotor con unaspaletas que estn conectadas rgidamentemediante varillas y dispuestas en parejasopuestas, las cuales se pueden deslizarlibremente hacia adentro y hacia fuera de sualojamiento. El fluido circulante acta sobreeste sistema, provocando el giro del rotor.

Fotografa8.Contadorvolumtricode0,1L deprecisin

Figura 12. Formato propuesto para la recoleccin de datos mediante contador

Una vez instalado el contador, se debe fijarla frecuencia de recopilacin de lainformacin. Es ms recomendable hacermediciones para cada lote de produccin oservicio prestado, aunque en algunasocasiones, debido a la disponibilidad depersonal, o porque el medidor abastecevarios equipos, se puede hacer un registropor varios lotes o servicios. En todos loscasos se debe contabilizar la produccinque se logr procesar con el volumen deaguautilizado.

En la Figura 12 se presenta el formatopropuesto para la recoleccin de datosaplicable amedicin en procesos por lotes ounitario, el cual puede ser complementadoen las observaciones con el registro deotras variables del proceso.

Como se mencion anteriormente, enocasiones no se cuenta con la posibilidad de

tener un contador para cada proceso, por lotanto, la medida tomada abarcar variosprocesos o servicios. La metodologa aseguir en este caso es registrar mnimoquince das seguidos los consumos diarios,y la produccin diaria de cada proceso enmetros, kilos, unidades o cantidad deservicios. La determinacin del mdulo deconsumo se realizar posteriormente,aplicando tcnicas estadsticas deregresin como se explica en el captulo 5.

En la Figura 13 se presenta el formato parael seguimiento diario de contadores queabastecen agua a varios procesos. Lasunidades de produccin por cada procesodeben ser registradas por separado con elobjeto de determinar indicadores deconsumo y vertimiento por cada uno deellos.


Empresa:Tcnicos:

Fecha:Jornada de trabajo:Responsable de la medicin:

Hora inicio ObservacionesProceso o

subproceso Hora finalLectura

inicial (m )3Volumen

usado (m )3Lecturafinal (m )3

Cantidadprocesada o

servicios prestados


Figura 13. Formato propuesto para el seguimiento diario de contadoresque abastecen agua a varios procesos.

Forma Frmula Variables

Cubo l = longitud del vrtice

Prisma rectangularl = largow = anchoh = altura

Cilindro (prisma circular):r = radio de la cara circular,h = distancia o altura entrecaras

Cualquier prisma que tieneuna seccin transversalconstante en toda su altura

A = rea de la base,h = altura

Esfera r = radio de la esfera

Elipsoide: a, b, c = semiejes delelipsoide

Pirmide:A = rea de la baseh = altura de la base alvrtice superior

Cono (pirmide de basecircular):

r = radio del crculo de labase,h = distancia de la base altope

Tabla 3. Formulas para determinar volmenes tpicos

Este tipo de medicin es aplicable cuandose almacena la totalidad del agua antes deser vertida, o se llenan tanques de proceso.Consiste en determinar en metros cbicosla capacidad o el volumen de dichostanques , ap l icando las frmulasgeomtricas que correspondan. En la Tabla3 semuestran las frmulas del volumen delas figuras geomtricasms comunes.

En algunos casos, no se conoceexactamente las dimensiones de un tanque

o sitio de almacenamiento, ya que no esfactible hacer un vaciado total de este paraconocer su altura, por lo tanto se debenhacer mediciones parciales del volumen ode la variacin del mismo. Cuando no secuenta con graduacin o la distancia a laregleta del tanque dificulta la medicin, sepuede utilizar un flotador (p.ej pedazo demadera, icopor, etc) pegado a una cintamtrica, lo cual permitir unamedicinmsconfiable (Ver Fotografa 9).


l 3 l . l . l

l . w . h .

h2 .r

h.A

r343

43

abc

13

Ah

1

3r2


Fotografa 9. Cubicacin de un tanque rectangular mediante cinta y flotador

El objetivo de esta actividad es tener laplanilla de registro de datos adecuada a lascaractersticas del proceso, con el fin derecopilar la informacin que permitaposteriormente calcular los ndices deconsumo y factores de vertimiento. Se debeconsiderar, como mnimo los siguientesaspectos:

Son los datos generales de la medicin quepermiten determinar el tiempo, lugar yresponsables de sta. Algunos datos tpicosa registrar son el nombre de la empresa, eltcnico u operario que realiza la medicin,el responsable de ella y la jornada detrabajo.

En algunos casos es necesario codificar elorden de la medicin, principalmentecuando son procesos o servicios muyrepetitivos. Lo anterior tambin es til paraasociar el formato general de captura dedatos a otros registros, como los formatos de

aforo de caudales o los registros decontadores.

Permite asociar el consumo de agua a unaetapa productiva. Se utiliza principalmentecuando un proceso tiene mltiplesactividades y se pretende saber el consumoo la descarga especfica. Se recomiendahacer esta discriminacin en sectores comoel textil, curtiembres, galvanoplastia ypreparacin de alimentos y bebidas.

El clculo de volumen o caudal, esindispensable para poder determinar elmdulo de consumo de agua. En estascasillas se colocan los valores del aforo omediciones de agua realizadas.

Cuando se tienen procesos en continuo, porlotes con alto consumo de agua, o de largaduracin, el registro de la hora de inicio y finde la medicin permitir calcular elconsumodiario de agua.

Las unidades de produccin dependerndel proceso productivo a evaluar.Generalmente se mide en unidades demasa (kg), rea (m ), usuarios (personas) ocantidad de servicios prestados. Enalgunos casos se pueden registrar variasunidades de produccin para determinarcual de ellas incide ms en el mdulo deconsumo de agua, por ejemplo,kilogramos ymetros cuadrados teidos.

Se colocarn casillas adicionales en elformato para registrar el dato de lasvariables que fueron identificadas comocrticas o influyentes en el proceso.

Son muy importantes en caso depresentarse anomalas, caractersticas nodeseadas en la produccin, paros en elproceso, entre otros problemas.

Antes de utilizar el formato, esrecomendable hacer una prueba pilotocon l (y un manual de instrucciones),para que sea aplicado por diferentestrabajadores. Por otro lado realizar laretroalimentacin de toda la informacin,a fin de hacer ajustes de forma ycontenido del mismo. Finalmente se debenormalizar el fo

dependiendo de las condiciones propiasdel proceso, se requiere adicionar oeliminar campos.

La caracterizacin de aguas y los aforos decaudales son actividades que requieren

mucho cuidado para garantizar laconfiabilidad del indicador. Siempre se debeutilizar los servicios de laboratorios yentidades acreditadas.

La acreditacin es una manera dedeterminar la competencia tcnica de loslaboratorios, para efectuar tipos especficosde pruebas, medicin y calibracin.Adems, constituye un reconocimientoformal, y proporciona a los clientes unamanera de identificar y seleccionar serviciosconfiables y capaces de satisfacer susnecesidades.

Para garantizar el xito de la recoleccin deinformacin es necesario hacer unadetallada programacin de los equipos eimplementos requer idos para lasmediciones a realizar. La tcnica mscomn es la lista de chequeo, por la facilidadpara diligenciar. Por lo general hay queresponder nicamente si, no o una cantidadnumrica; sin embargo, se requiere un buenconocimiento del tema para su llenado ycomprensin.

Para la elaboracin de la lista de chequeo esnecesario tener en cuenta el responsable dela elaboracin, el proceso a medir, lospeligros que se pueden presentar, lainformacin con la que se cuenta, lastcnicas a utilizar y los parmetros amedir.

Se debe elaborar un pequeo manual deinstrucciones; adems es necesario que sedisponga de un encabezado, donde aparezcael nombre de la empresa, proceso, mquina,equipo, actividad (una sola por lista dechequeo). Tambin es pertinente colocar untemde observaciones y recomendaciones.

La lista de chequeo es nica para cada casoparticular. Es factible basarse en unmodelo,garantizando siempre que se haga elproceso de retroalimentacin. En la Figura14 se presenta un ejemplo de una lista dechequeo para preparar los implementos.

2

rmato a utilizar y aplicarlode acuerdo con el cronograma que seestablezca.

En el Anexo 1 se presentan variosformatos que fueron aplicados durante eldesarrollo del proyecto, y que sirven degua para la recoleccin y captura dedatos. Cabe anotar que en algunos casos,



Figura 14. Formato propuesto para la preparacin de implementos necesariospara la recoleccin de datos.

Las mediciones de caudal o volumen deagua debern ser suficientes paragarantizar una buena aproximacin delindicador a calcular. Se recomienda hacermnimo 10 registros para cada mdulo deconsumo que se pretenda determinar, sinembargo, mientras mas informacin seobtenga los resultados sernmejores.

Los registros mnimos que se toman,dependen de la tcnica de aforo que seutilice, como semuestra en la Tabla 4.

Las tcnicas de muestreo son tres: simple opuntual, compuesto e integrado.

En la Tabla 5 se puede ver las definicionesde cada tipo de muestreo y las aplicacionesen campo de las tcnicas

Tabla 4. Variables a medir de acuerdo al mtodo de aforo



Tabla 5. Tcnicas de muestreo

Son las que se toman en untiempo y lugar determinado parasu anlisis individual.

Esta tcnica de muestreo se aplica cuandotodas las aguas de proceso son recogidasen un tanque. Tambin cuando se realiza unproceso por bache en donde toda el aguavertida esta homogenizada o cuando lasconcentraciones de los contaminantes novaran significativamente. Se utiliz enenjuagues del sector de galvanoplastia,agua de enfriamiento y lavado de tanquesde preparacin de alimentos.

Son las obtenidas por mezcla yhomogeneizacin de muestrassimples recogidas en el mismopunto y en diferentes tiempos.

Es la tcnica ms aplicada para losvertimientos industriales o generados en laprestacin de servicios. Se utiliza paraprocesos en continuo donde hayvariaciones de caudal. Tambin paraprocesos por lotes que tienen descargas delarga duracin.La frecuencia de toma de muestrasdepender de la duracin del vertimiento.Se recomienda que para vertimientos demenores a 1 hora se tome una muestrasimple cada 5 minutos. Si la descarga es demayor duracin, se pueden tomar muestrascada 20 minutos. Se utiliz en el sector textil,papelero, cermico, y hoteles y moteles.

Son las obtenidas por mezcla yhomogeneizacin de muestrassimples recogidas en puntosdiferentes y simultneamente.

Esta tcnica se aplica cuando se conocenlos volmenes vertidos de cada subprocesode tal manera que se pueda integrar conalcuotas proporcionales al volumen. Larecoleccin de la muestra se hace en elmomento del vertimiento de la etapa osubproceso.

Tambin se utiliza en vertimientos querequieran medicin con el molinete paraintegrar proporcional a las velocidades enlas subsecciones de la corriente.

Se utiliz en los sectores de lavado devehculo, artes grficas y de beneficio demateriales.

Medicin y toma de muestras

El objetivo de un muestreo de agua es obteneruna parte representativa del proceso a evaluar,y al cual se le analizarn los diferentesparmetros de acuerdo al inters. Para lograreste objetivo es necesario que la muestra searelevante, que conserve las concentracionesde todos sus componentes y que no sepresenten cambios significativos en sucomposicin antes del anlisis.

La seleccin del punto de muestreo, es une l emen to c l ave pa r a a segu ra r l arepresentatividad de la muestra. Se deben

tomar las precauciones necesarias para evitarotras fuentes de contaminacin que la afecten.

Algunos parmetros, cuyos valores cambiancon el tiempo rpidamente, deben sermedidosen el sitio de muestreo utilizando equiposporttiles (pH, temperatura, gases disueltos,etc.). Otros parmetros deben ser fijados opreservados para su posterior anlisis en ellaboratorio. En el Anexo 2 se presenta unresumen de los requerimientos parapreservacin, conservacin y almacenamientode muestras de agua segn el protocolo detoma demuestras del IDEAM.

Fotografa 10. Toma de muestras simplepara elaborar muestras compuesta

Fotografa 11. Preparacin del sitiode toma de muestras

Los formatos utilizados en la captura dedatos, son el principal insumo para lacreacin de la base de datos donde sealmacenar la informacin obtenida y de lacual se obtendr los mdulos de consumo,factores de vertimiento, la desviacinestndar y los valores ptimos.

La informacin se digitar en hojas declculo, las cuales permitirn una consultagil de los valores ymediante la aplicacin defiltros y la creacin de listas en cada uno delos campos de la base de datos.

Una vez consolidada la informacin, se debecalcular el mdulo de consumo de agua.Bsicamente existen dos formas dedeterminarlo: el clculo directo y el clculoindirecto.

Este mtodo se utiliza principalmente paracalcular ndices de consumo globales de laempresa o cuando se tiene toda lainformacin para determinar el mdulo deconsumo por proceso. Para los casos en loscuales se miden el volumen de aguaconsumido y la produccin del lote se aplicala siguiente expresin:

Ejemplo 1: Para un proceso por lotesdespus de hacer seguimiento a 14 deestos, se registr el consumovolumtrico de agua mediante uncontador instalado en la maquina, laproduccin en kilogramos, la produccinenunidades y el tiempo de proceso.

Tabla 6. Captura de datosmediante contador

m: mdulo de consumo del lote enm /unidad de produccin o L/Unidadde produccinv: Volumen de agua medido en m oLP: Unidades de produccin del lote onmero de servicios prestados.

3

3

Los datos anteriores permiten aplicar laecuacin anterior para determinar diferentesmdulos de consumo. Los valorespresentados en la Tabla 6 corresponden alpromedio aritmtico y a la desviacine s t nda r d e l a s 14 med i c i on e s .Adicionalmente, a partir de estos dos datos esposible determinar el rango tpico deconsumo de agua y el porcentaje de errorpara determinar la influencia de las variables.

Es claro que la variable que mejor explica elconsumode agua, es la relacin con unidadesproducidas, ya que el rango tpico del mdulono esmuy amplio y el error esmenor al 10%.


Tabla 7. Clculo de mdulos promedio y desviacin estndar del ejemplo 1

En otros casos, es factible hacer lamedicindel caudal de abastecimiento de la red o dela bomba de suministro de agua. Una vezaforado dicho caudal, se requiere hacerseguimientos al tiempo total que seconsume agua en el proceso. El mdulo deconsumo se calcula as:

m: mdulo de consumo en m /unidadde produccin o L/Unidad deproduccinQ: Caudal de suministro de la red.P: Unidades de produccin o nmerode servicios prestados.

Finalmente, cuando se presenta procesoscontinuos, es posible determinar el mdulode consumo de agua mediante la relacinentre el caudal promedio y la produccin porunidad de tiempo del proceso, utilizando la

3

Cuando las mediciones tomadas no permiten elclculo directo, es factible determinar el mdulode consumo de agua utilizando mtodosestadsticos. El mtodo mas til es la regresinlineal mltiple, el cual permite predecir losmdulos de consumo de cada etapa productiva;para ello se asume que el consumo total de aguaes igual a la suma del producto de losmdulos deconsumo particulares de cada proceso y laproduccin como semuestra a continuacin:

V total: Volumen total diario medidode agua.P , P P : Produccin diaria de cadaproceso o subprocesom , m m : Mdulos de consumo decada proceso o subproceso.

Para determinar el valor de cada mdulo deconsumo se utilizan tcnicas como losmnimos cuadrados o las herramientasestadsticas que tienen las hojas de calculo(Microsoft Excel ,) y que se explican en elcapitulo 5 de esta gua.

1 2 n

1 2 n

Mdulos de consumo

L/unidad


Se cuenta con una red de abastecimientode agua con varias mangueras para el lavado devehculos. Para la determinacin del mdulo deconsumo primero se determin el caudal de lavadode una de ellas, utilizando un balde con ecuacin decalibracin v(mL) = 205 x h(cm) y cincomediciones de caudal como semuestras en la tabla 8

1.048

Tabla 8. Captura de datos mediante contador para ejemplo 2.

El caudal promedio de la manguera duranteprocesos de lavado, es entonces 0.109 L/s, elcual se asume se mantiene constante.Posteriormente se hace seguimiento altiempo utilizado durante el lavado de lossiguiente subprocesos.

Remojo: 140 segundosEnjuague lavado inicial: 145 segundosEnjuague llantas: 32 segundosEnjuague vidrios: 15 segundosTiempo total: 332 segundos

Por lo tanto el ndice de consumo total dellavado para un vehculo ser:

Esto se puede aplicar tanto para un procesounitario comopara unproceso por lotes.

Fotografa 12. Lavado de vehculo

vehculo

Lm

vehculo

sSL

P

tQm

3.36

1332/109.0

=

===

Dos contadores de agua registran elconsumo global de varias reas de produccin. Serealiza un seguimiento durante 14 das del gasto deagua y de produccin en cada uno de los procesos.

La informacin se digita en una hoja de clculo (Hojade Excel ) como se muestra en la Tabla 9. Paracalcular los mdulos de consumo asociados al proceso1, 2 y 3 se sigue el siguiente procedimiento.

Escoger en fx la funcin EstimacinLineal.

En la caja de dilogo marcar la columnade la Variable dependiente (y), que eneste caso es la que indica el total delconsumode agua.

En la caja de dilogo marcar las columnasde las Variables independientes (x), esdecir, las columnas de los datos delproceso 1, 2 y 3.

Indicar en la ventanilla Constante elargumento Verdadero o Falso. Como eneste caso todo el consumo de aguadepende nicamente de los tres procesos,se coloca falso, de tal manera que se leasigne un valor de cero al trminoindependiente. Cuando exista unconsumo base independiente de laproduccin, se coloca el trminoVerdadero.

Tabla 9. Seguimiento de consumo de agua para varios procesos o reas de trabajo

Mdulos de consumo

(servicios prestados)

Marcar con el ratn el Rango de salida(Figura 15) de los elementos de laRegresin, teniendo en cuenta que tieneun tamao de cinco lneas, y el nmero devariables, dependientes e independientes,como columnas (en este caso cinco lneas ycuatro columnas).

Presionar F2 para iluminar Barra defrmulas, en la ventanilla donde aparece lafrmula de la regresin.

Presionar simultneamente las teclas Ctrl,Shift y Enter.

Figura 15. Regresin mltiple en Excel


La interpretacin de los datos entregadospor la hoja de clculo en las celdasseleccionadas es la siguiente:

A: Coef i c ien te de l trminoindependiente, es este caso 0.

B: Coeficiente que acompaa a X1, esdecir el mdulo de consumo delproceso 1.

C: Coeficiente que acompaa a X2,mdulo de consumodel proceso 2.

D: Coeficiente que acompaa a X3,mdulo de consumo del proceso 3Se0: Error estndar de la constanteA

Se1 al Se3: Error estndar de cadauno de los coeficientes de lasvariables independientes.

SeY: Error estndar de la correlacin

La aplicacin de esta metodologa en lasdiferentes empresas que participaron en elproyecto, permiti determinar ms de 60mdulos de consumo de agua. En la Tabla11, se presentan los valores promedio y elvalor ptimo de algunos mdulos deconsumo para los sectores evaluados. Cabeanotar que estos indicadores fueroncalculados con la informacin de variosestablecimientos que desarrollan procesoscon algunas diferencias entre ellos y por lotanto pueden tener variaciones para casos oprocesos particulares.

R :Coeficiente de determinacin.

F: Estadstico F.

2

df: Grados de libertad.

SCR: Suma del cuadrado de laregresin.

SCE:Suma del cuadrado del error.

Mdulos de consumo

Tabla 10. Mdulos de consumo calculados mediante regresin lineal

Por lo tanto los mdulos de consumo paracada proceso sern los trminos B, C y D dela regresin lineal como se muestra en latabla 10.


Vehculos

Pistola - Lavada Sencilla (L/vehculo) 61.4 38.1Hidrolavadora - LavadaSencilla (L/vehculo) 38.2 27.4

Lavado de chasis y motor (L/vehculo) 218.5 152

Camionetas ycamperos

Pistola - Lavada Sencilla (L/vehculo) 87.6 52.4Hidrolavadora - LavadaSencilla (L/vehculo) 51.9 37.6

Lavado de chasis y motor (L/vehculo) 123.6 87

TaxisPistola - Lavada Sencilla (L/vehculo) 138.4 94.8Hidrolavadora - LavadaSencilla (L/vehculo) 43 40

Vans yMicrobuses

Manual (Balde) (L/vehculo) 44.1 28.4Alistada Pistola (L/vehculo) 101.1 63.6Lavada Sencilla (L/vehculo) 184 85

Camiones Pistola - Lavada Sencilla (L/vehculo) 343 262

Tractomulas Pistola - Lavada Completa (L/vehculo) 800 603.5Pistola - Lavado de Cabezote (L/vehculo) 366 294.4

Motos Hidrolavadora (L/vehculo) 58.1 44Pistola (L/vehculo) 87 70

Buses y busetas

Pistola - Alistada (L/vehculo) 83.04 50.2Pistola - Lavada Sencilla (L/vehculo) 320.2 249.6Manual (Balde) - Alistada (L/vehculo) 54.8 46.1Pistola - Lavado de Capota (L/vehculo) 101.4 93.6Pistola - Lavado de Chasis (L/vehculo) 208.7 166.3Hidrolavadora - Lavado deChasis y Motor (L/vehculo) 242 189

Curtiembres

Pelambre - Etapa Inicial (L/kg) 6.2 5.6Pelambre - Segunta Etapa (L/kg) 5.2 3.7Curtido (L/kg) 14.1 3.6Teido (L/kg) 8.6 4.4

Teido de telasBlanqueo (L/kg) 24.7 15.8Con Colorantes Directos (L/kg) 43.02 28.6Con Colorantes Reactivos (L/kg) 74.72 58.2

Lavanderas ytintoreras

Desengome (L/kg) 31.9 22.9Neutralizado (L/kg) 28.9 20.7Teido (L/kg) 133.8 44Teido Dirty (L/kg) 38.4 24.2

Teido de hilosy cintas

Teido de Cintas en Continuocon Otros Colorantes L/m 0.042 0.030

Teido de Hilos - Blanqueo L/kg 35.5 18.6Teido de Hilos conColorantes Reactivos L/kg 57.7 50.6

Teido de Hilos - Fijado -Suavizado L/kg 8.9 7.1

Tabla 11. Algunos mdulos de consumo

Mdulos de consumo

Tabla 11. Algunos mdulos de consumo

Riego deJardines

Aspersor L/m2da 0.8 0.67Pistola L/m2da 2.1 1.9

Fabricacin deCermicos

Fabricacin Artesanal deTejas L/Teja 0.33 0.31

Fabricacin Artesanal deLadrillos L/Ladrillo 2.1 2.0

Fabricacin de CermicosTenaces L/kg 3.3 2.7

Fabricacin deRefrescos

Lavado y/o Desinfeccin deEquipos de Produccin L/maquina 63.47 40.3

Lavado y desinfeccin de fruta L/kg 1.2 0.86Lavado de recipientes L/recipiente 0.13

Elaboracin decartn

Convencional - Elaboracin dePapel y/o Cartn L/kg 24.13 19.7

Convencional - Mezcla deAgua con Papel y/o CartnReciclado

L/kg 33.2 19.9

Convencional - Vaciado delPulper L/kg 3.2 0.3

Hoteles yMoteles

Bao L/turno 68 47Sauna L/turno 165 102Turco L/turno 533 239Jacuzzi L/turno 534 164Global Motel L/turno 320 254

Global Hoteles L/Habitacin/da 1321 955

Artes grficasLavado de Planchas L/m2 6.1 3.8Lavado de rodillos L/m2 50.2 26.6

Beneficio demateriales

Areneras m /m3 3agua arena 20.7 3.24*Graveras L/kg 7.3 3.4Canteras L/kg 8.9 1.8*

Sector

Enfriamiento deequipos

Tuberas - Bomba (Bombeo deAgua)

L/kW energaextrada

9.04 4.2

Enfriamiento del Proceso deTeido de Hilos

L/kW energaextrada 21.5 17.7

Enfriamiento de ProcesoProductivo

L/kW energaextrada 2.4 2.1

Proceso o actividad UnidadMdulo deconsumopromedio

Consumoptimo

Enfriamiento de Equipos o

0.13

Nota: Dispersin de datos muy elevada, que genera un alto valor del errorexperimental. Se recomienda utilizar siempre el valor ptimo delmdulo de consumo.

*


Para determinar el factor de vertimiento serequiere conocer la concentracin de lasustancia contaminante a evaluar y elvolumen vertido en el proceso. Losparmetros mnimos para analizar sonDemanda Bioqumica de Oxigeno -DBO - ySlidos Suspendidos Totales SST-. En latabla 12 se muestran algunos de losparmetros recomendados para elseguimiento de los factores de vertimientoen algunos sectores industriales y deservicios.

En los casos donde el agua vertida es igual oes proporcional al agua consumida, la cargacontaminante generada depende delmdulo de consumo de agua, y por lo tantoes necesario determinarlo previamente. Elfactor de vertimiento en un proceso por lote,puede calcularse utilizando la concentracindel agua de un parmetro seleccionado (Ci),el volumen vertido (v), y la produccin (P),como semuestra en la siguiente ecuacin.

5

Como se observa en el ejemplo anterior,cuando se conoce el mdulo de consumo yel porcentaje de evaporacin o de uso en elproducto, el factor de vertimiento se puedecalcular de la siguientemanera

Fv : Factor de vertimiento delparmetro i.C : concentracin del parmetro im: mdulo de consumo de agua delproceso%E: Porcentaje de evaporacin o deuso de agua en e proceso.

Para procesos en continuo se utiliza elcaudal de vertimiento (Q) y la produccinpor unidad de tiempo (p ) de la siguiente

i

i

u

La concentracin de DBO delvertimiento de un proceso es 8,5 mg/L y elconsumo de agua es 1632 L para unaproduccin de 500 kg. El 15% delconsumo de agua se queda en el producto.Por lo tanto el volumen vertido es:

5

La concentracin de slidossuspendidos en el vertimiento de unproceso es 830 mg SST/L. El caudal devertimiento es de 2,5 L/s y la produccinen 8 horas es 35 toneladas. El factor devertimiento se calcula as:

Y el factor de vertimiento se calcula ass

horahoras

kgs

LL

mgSST

fvi

36001

835000

5,2830

=

kg

mgSSTfvi 5.1707=

kg

mgO

kg

LLmgO

fvi2

2

6.23500

13875.8=

=

Tabla 12. Parmetros recomendados para seguimiento de factores de vertimiento

A continuacin, se presentan algunosfactores de vertimiento calculados a partirde la metodologa presentada. Al igual quelos mdulos de consumo, estos indicadores

fueron calculados con la informacin devarios establecimientos, por lo tantopueden tener variaciones para casos oprocesos particulares.

Clculo del factor de vertimiento


Tabla 13. Algunos factores de vertimiento

Subsector Proceso o actividad Unidad DBO5 DQOGrasas yaceites SST

Automviles

Pistola g/vehculo 9.7 9.8 1.1 20.0Hidrolavadora g/vehculo 14.6 26.0 1.3 18.1Chasis y Motor conHidrolavadora g/vehculo 88.7 230.0 30.2 1486.3

Vans yMicrobuses

Pistola g/vehculo 34.0 72.1 2.7 137.5Manual-Alistada g/vehculo 12.5 27.5 1.3 25.7

Camionetas yCamperos

Pistola g/vehculo 10.2 19.5 0.9 22.2Hidrolavadora g/vehculo 28.1 31.4 4.0 44.1Chasis y Motor conHidro g/vehculo 54.5 134.2 19.3 319.4

Camiones Pistola g/vehculo 296.4 561.8 15.9 408.2

Tractomulas

Tractomula conPistola g/vehculo 593.4 1196.6 60.7 665.7

Cabezote con pistola g/vehculo 188.8 381.7 19.4 315.2Trailer con pistola g/vehculo 404.6 814.9 41.3 350.5

Buses y busetas

Pistola g/vehculo 46.4 96.0 3.4 74.0Chasis y Motor conHidrolavadora g/vehculo 893.4 1888.3 690.5 578.6

Manual (Alistada) g/vehculo 21.1 53.0 1.7 38.6

Motos Petrolizada (Hidro) g/vehculo 30.2 59.4 9.8 33.0Pistola g/vehculo 8.8 18.6 1.1 14.7Taxis Pistola g/vehculo 17.7 37.4 2.4 27.7

Textileras(Teido deTelas)

Blanqueo g/kg deTela 39.6 75.8 4.0 0.9

Teido concolorantes reactivos

g/kg deTela 22.4 49.9 - 1.7

Teido con otroscolorantes

g/kg deTela 32.6 71.8 - 0.5

Tintoreras(Teido dePrendas)

Desengome g/kg deprendas 65.5 129.0 0.9 17.7

Decoloracin g/kg deprendas 152.6 299.7 - 55.2

Teido g/kg deprendas 182.2 355.6 - 181.7

Tintorera deHilos y Cintas(Teido de hilosy cintas)

Preblanqueo g/kg 15.4 31.4 0.9 0.2Teido con otroscolorantes g/kg 15.0 27.2 - 0.4

Teido concolorantes reactivos g/kg 13.4 28.7 - 0.9

Lavanderas(Lavado deprendas)

Desengome g/kg deprendas 37.5 75.6 0.5 10.2

Decoloracin g/kg deprendas 13.3 27.6 - 10.0

Teido (Dirty) g/kg deprendas 21.8 44.2 - 6.6

Clculo del factor de vertimiento

Galvanoplastia

Enjuague Decapadomg/kgpieza

recubierta478.5 1018.7 59.1 87.5

Enjuague Zincmg/kgpieza

recubierta166.6 350.1 - 84.3

Enjuague Nquelmg/kgpieza 209.1 423.0 40.9

DBO : Demanda bioqumica de oxgenoDQO: Demanda qumica de oxgenoSST: Slidos suspendidos totales

5

Curtimbres

Lavado Inicial g/kg piel 9.1 20.5 1.8 6.1Desencalado g/kg piel 119.5 237.7 0.0 237.1Curtido g/kg piel 47.7 98.3 0.0 90.5Teido g/kg piel 21.4 43.1 0.0 12.3

PapeleroProceso elaboracinde cartn

g/Kg decartn 34.2 78.7 - 45.3

Elaboracin derefrescos

Lavado y/odesinfeccin deequipos de producciny lavado de fruta

g/Kg Fruta 2.5 4.9 - 1.0

VariosEnfriamiento deequipos otuberas

g/kW 0.158 0.489 - 0.091

Bao g/turno 6.5 14.0 - 6.2Sauna g/turno 15.8 34.0 - 15.1Turco g/turno 51.0 109. 7 - 48.8Jacuzzi g/turno 51.1 109. 9 - 48.9

Moteles yhoteles

Global Motel g/turno 30.6 65.9 - 29.3

Subsector

Tabla 13. Algunos factores de vertimiento

Proceso o actividad Unidad DBO5 DQOGrasas yaceites SST

Beneficio deMateriales

Artes grficas

ArenerasGraverasCanteras

Lavado de planchasy rodillos

kg/m arena3

g/kg de gravag/kg de grava

kg/m desuperficie

lavada

2

2.10.70.9

0.94

0.40.10.16

2.05

---

-

94.518.722.7

0.42


Las siguientes recomendaciones constituyenuna recopilacin de las principalesactividades que se deben ejecutar para el usoeficiente y racional del agua. Son el resultadode la revisin bibliogrfica, complementadacon el diagnstico realizado en cada uno delos sectores que participaron en el proyectopara la determinacin de mdulos deconsumo y factores de vertimiento.

El lavado de vehculos puede tener un elevadoimpacto ambiental. Adems de un consumoimportante de agua, puede ser responsablede contaminacin por vertido directo deproductos de limpieza y sustancias comoaceites, gasolina, detergentes, entre otras.Con la adopcin de tecnologas ahorradoras yla incorporacin de buenos hbitos, es posiblereducir los consumos de suministro y vertidode agua, mejorar la calidad de losvertimientos y proteger el medio ambiente.Algunas recomendaciones son:

Si el lavadero tiene programa de usoeficiente de agua, debe informar a losusuarios del ahorro de agua que suponelavar el vehculo en el establecimiento y delos beneficios ambientales que se derivande la gestin adecuada del agua en estasempresas.

Implementar programas o estrategias quepermitan el control de fugas de agua. Elobjeto de este programa est enfocado a lareduccin de fugas por mangueras en male s t a d o , emp a qu e s d e f e c t u o s o s(generalmente se presenta fugas en lasuniones entre la manguera y el grifo y/o lamanguera y la pistola), tuberamal ajustadao en mal estado y conexiones hidrulicasinstaladas incorrectamente y sin criteriotcnico.

La hidrolavadora es un dispositivo de altapresin que permite ahorrar agua; pero nodebe ser utilizado como cepillo o dulceabrigo y con ello evitar la accin de estregar.Se debe retirar el pantano, la arena u otrosmateriales de manera manual, paradisminuir el consumode agua.

Para los vehculos que no estn muy sucios,utilizar tecnologa de lavado rpido,consumen nicamente 5 L/vehculo. Suprincipio de funcionamiento se basa en eluso de un rociador de baja presin y unafrmula de limpieza que consiste en unamezcla de agua con un compuesto de cerasy detergentes no espumosos, queaglomeran la suciedad.

Un sistema de recirculacin de aguas usadasen el proceso de lavado puede componerse de:neutralizacin, sedimentadores paraseparacin de slidos, tanques de coagulaciny floculacin, unidades de filtracin ydesinfeccin. Se puede reciclar hasta un 50%del agua de proceso con sistemas sencillos defiltracin y desinfeccin de aguas.

Fotografa 13. Sistema de lavado devehculos con bajo consumo de agua.

Utilizar diferentes tipos de agua para elproceso por ejemplo, emplear las aguasgeneradas en el enjuague final para elremojado inicial de vehiculo y agua de lared para los enjuagues finales.

El sector textil se caracteriza por elconsumo intensivo del recurso hdrico,especialmente de los procesos en el rea detintorera y /o lavado. Adems, son bastantecrticas las condiciones fsicas, qumicas ymicrobiolgicas que tiene para larealizacin de dichos procesos. Algunasrecomendaciones en los procesos de teidoy lavado son:

Iniciar el teido sin descargar el bao ded e s c r u d e . C o n l a c o r r e c t aimplementacin de esta prctica, la cualno requiere ninguna inversin eninfraestructura, pueden obtenerseahorros de agua cercanos al 30% en elconsumo del subproceso. Para ptimosresultados se debe determinar, segn eltipo de fibras teidas, los efectos queocasiona la reutilizacin del bao deldescrude en la etapa de teido. En casode no afectarse el acabado de la prenda, laprctica puede implementarse

Reutilizar los enjuagues finales en elbao inicial de un nuevo proceso. Al igualque la prctica anterior, debe realizarseuna evaluacin previa para determinarqu baos no afectan la calidad delproducto, lo cual permite su reutilizacin.

Disminuir el consumo de agua utilizadoen el lavado de los utensilios del procesode estampado y grabado. Con estaprctica se busca reducir el consumo deagua en esta operacin y con esto seconsigue reducir la carga contaminanteen los vertimientos de las empresas.

Puesto que la utilizacin de agua potable

en procesos productivos resulta costoso,las empresas buscan fuentes alternativasde suministro. El aprovechamiento delagua lluvia es una alternativa deminimizacin de los costos de produccinpara industrias reduciendo el consumode agua potable y por ende el mdulo dec o n s u m o d e a g u a . P a r a s uimplementacin debe contarse con unestudio de factibilidad de acuerdo alndice pluviomtrico de la zona, lo quepermitir valorar el agua que se podraprovechar en un ao y as mismo eldimensionamiento de los tanques dealmacenamiento.

El agua utilizada para enfriamiento, porlo general, es de calidad suficiente paraser aprovechada en otras actividades.

Establecer, con el apoyo de losproveedores, programas de capacitaciny entrenamiento en el manejo adecuadode las sustancias e insumos utilizados enel proceso; y cerciorarse de que cada vezque se sustituya una sustancia, elproveedor verifique en planta laeficiencia de la misma y entrene alpersonal responsable, en su correctautilizacin as como en prevencin deriesgos.

Evitar el detergente no ionizado de usocomn (alquilfenol etoxilado), porque nose biodegrada completamente y algunosde los metabolitos producidos pueden seraltamente txicos.

Sustituir los hipocloritos utilizados en elproceso de blanqueo por perxido dehidrgeno (agua oxigenada) evitando asla posible formacin de derivadosorgnicos halogenados de probado efectocarcingeno.

Evitar el uso de colorantes al sulfuro, alcobre y al cromo, debido a su altatoxicidad.

Opciones de uso eficiente del agua


Utilizar colorantes lquidos en lugar decolorantes en polvo durante los procesos detinturado y teido. Los dos son de similarrendimiento pero los productos dedispersin, presentes en mayor proporcinen los tintes en polvo, permanecencompletos en el bao descargado yocasionan una mayor Demanda Qumica deOxgeno (DQO) en los vertimientos.

A c t u a l i z a r c o n s t a n t e m e n t e l aestandarizacin de los procesos con elobjeto de favorecer la eficiencia en lautilizacin de los insumos y la calidad delproducto terminado. Controlar todas lasvariables que influyen en la eficiencia ycalidad del proceso, y garantizar que stas,as como la cantidad de productos qumicosen las distintas formulaciones, sean lasadecuadas para favorecer la actividad de losinsumos utilizados (temperatura, pH,tiempo, presin, agentes auxiliares).

Utilizar maquinaria eficiente, que permitatrabajar con relaciones de bao lo mscortas que sea posible.

El proceso de tintura con colorantesdispersos debe realizarse a altastemperaturas, evitando la utilizacin deauxiliares de fijacin, ya que estoscontribuyen sensiblemente a aumentar losvalores de la carga contaminante de losefluentes. En los lavados posteriores a latintura con colorantes dispersos, elcolorante superficial no fijado a la fibra seelimina mediante el uso de un reductor. Lapresencia de este colorante no fijado sereduce mediante la optimizacin delproceso de tintura.

En los procesos de tintura con colorantesreactivos es posible aumentar elrendimiento del colorante medianterelaciones de bao cortas; con esto se evitala competencia entre el grupo hidrxilo delagua y el de celulosa aportados por elcolorante.

En la tintura con colorantes catinicos esrecomendable optimizar el proceso

controlando la temperatura y el tiempo, yevitando el empleo de retardantes eigualadores (cidos grasos etoxilados,compuestos de amonio cuaternario, entreotros).

Establecer y estandarizar las frmulas y losprocesos de acuerdo con el tipo de fibra paratrabajar.

Capacitar al personal sobre la importanciade medir cada vez que se est trabajando unproceso y eliminar las prcticas basadas enel buen ojo de los trabajadores.Suministrar instrumentos de medida y peso(balanza, probetas, recipientes aforados) enlas zonas de trabajo para que los encargadosdel proceso siempre verifiquen que estnsuministrando las cantidades indicadas paracada formulacin trabajada.

Instalar sistemas demedicin de agua

Los vertidos generados en el proceso decurtiembre que producen un mayor impactoambiental provienen principalmente de lasetapas de pelambre, curtido y recurtido. Todaslas corrientes contienen una alta cargaorgnica y de sales. Las corrientes depelambre se caracterizan por contenersulfuros y las corrientes de curtido y recurtidocontienen importantes concentraciones decromo trivalente. Adicionalmente, presentanun alto riesgo de accidentalidad y adquisicinde problemas de salud, si los operariosencargados de manipular los insumos noutilizan los elementos de proteccin personal(mscaras de proteccin respiratoria, gafas deproteccin personal y guantes) . Acontinuacin se presentan algunasrecomendaciones para la reduccin delconsumo de agua y de la carga contaminantevertida:

Para reducir la carga contaminanteaportada, es posible recuperar el bao depelambre. Para esto se debe llevar el bao aun tanque que permita separar por

sedimentacin y flotacin la cal, el pelo, lagrasa, y el licor clarificado. Este licor sereformula con los insumos que seconsumieron en la operacin, sehomogeniza y se bombea al fuln depelambre para su reutilizacin.

Con el fin de fijar mejor el cromo sobre lapiel se puede incidir sobre los siguientesparmetros de operacin: baos cortos congran concentracin de curt iente,incremento progresivo de la temperaturahasta 35 o 40 C y utilizacin de agentescomplejantes comerciales junto con lassales de cromo.

Implementar un sistema de recuperacinde cromo, con el objeto de eliminarlo de losvertimientos industriales y minimizar elconsumo de agua en el proceso. Para estobasta con llevar el licor de cromo agotado aun tanque de almacenamiento y retirar ellodo de slidos sedimentables y la grasa dellicor de cromo. Posteriormente, adicionaruna base fuerte como soda custica, cal ohidrxido de magnesio hasta un pH de 9,5para precipitar el hidrxido de cromo. Elhidrxido de cromo insoluble se lava 2 3veces y se redisuleve con cido sulfricohasta un pH de 1,5 unidades. Finalmenteeste licor de cromo se lleva al fuln decurtido para su reutilizacin.

Adelantar programas de deteccin de fugas,sellando mejor las bombas, tubos yvlvulas, controlando el nivel de agua en losfulones, disponiendo protecciones contralas salpicaduras, tapas o cubiertas sobre lostanques.

Recuperar grasas y protenas con finesindustriales. Existen diversos tratamientoscomo simple calentamiento, acidulacin, ytratamientos enzimticos..

Separar los vertimientos de acuerdo alproceso, con el objetivo de tratarseparadamente los contaminantesgenerados. De acuerdo a esto, separar en:

aguas alcalinas con sulfuro, aguas cidascon sales y cromo, otras aguas de proceso yaguas auxiliares y de servicio.

Reciclar los baos del lavado inicial delpelambre en la posterior etapa, antes deadicionar cualquier tipo de qumico.

Destruir restos de sulfuro en el proceso depelambre con oxgeno atmosfrico oinyectado en burbujas finas o con sales demanganeso y agitac in vigorosa.Adicionalmente se tienen los mtodos deoxidacin con perxido de hidrgeno ypermanganato de potasio, entre otros.

Durante el proceso de beneficio de materialesen canteras, graveras y areneras, se utiliza elagua para la extraccin, transporte, lavado yclasificacin de materiales como gravas yarenas. En algunos sitios se cuenta congrandes sedimentadores para decantar losslidos y recircular una fraccin del agua en elproceso; sin embargo, esta prctica no esgeneralizada. Algunas opciones de mejorapara reducir el consumo de agua y cargacontaminante son:

Los tanques sedimentadores o tanques dealmacenamiento de arenas, debendisearse de acuerdo a las condicioneshidrulicas del proceso y a la granulometradel material discreto. Lo anterior implicamejorar la eficiencia del sistema con elobjeto de reducir la carga contaminante deslidos suspendidos del vertimiento.

El grado de compactacin del suelo,requiere mayor o menor presin del agua.Por ello, en el proceso de extraccin dearena se recomienda instalar vlvulasreguladoras de presin para evitardesperdicio de agua en suelos de bajacompactacin.



Cuantificar la velocidad critica deacuerdo a la granulometra con elobjetivo de reducir la cantidad de aguautilizado en el transporte delmaterial.

Implementar programas o estrategiasque permitan el uso eficiente y ahorro deagua.

Tecnificar los procesos de clasificacin dearenas y gravas para mejorar la calidaddel producto final y reducir los consumosde agua. Actualmente, la mayor cantidadde establecimiento tienen procesos declasificacin artesanal, o no cuentan conninguno.

solventes, lo que produce un gran volumende aguas residuales, sin embargo loscomponentes de las tintas a base de aguasonmenos txicos que los de base solvente.Algunas recomendaciones del manejo deaguas en el lavado de rodillos de impresinson:

Las aguas residuales deben ser tratadaspor un equipo de depuracin de aguas,antes de su vertido a la red dealcantarillado. Se deben evaluartratamientos que posibiliten la remocinde color de las aguas.

Reutilizar aguas del ltimo enjuague deplanchas y rodillos de impresin en losprimeros lavados, para disminuir elvertimiento de agua.

Evaluar la posibilidad de utilizarevaporacin para reducir el agua que serequiere tratar y verter.

Evaluar la posibilidad de reemplazar latecnologa actual por sistemas deimpresin tipo offset seco, en el cualsolucin acuosa es sustituida por siliconaen la plancha de impresin, eliminandotodos los productos que la integran(tintas, bactericidas, etc.) y, por tanto, losresiduos generados por su agotamiento.

En la industria de alimentos son vitales lasoperaciones de limpieza y desinfeccin, porrazones de seguridad alimentaria y por lapropia calidad del producto, ya que estoelimina el riesgo de proliferacin debacterias indeseables, contaminacinqumica y contaminaciones cruzadas.

El proceso de lavado de equipos deimpresin con tintan a base de agua,mediante las tcnicas de flexografa orotograbado, requieremayor frecuencia delimpieza que en el uso de tintas a base de

Fotografa 14. Sistema de clasificacinpor cribado.

Dentro de estas operaciones, la limpieza detanques y otros equipos cerrados es una de lasoperaciones ms frecuentes. Diversosproductos qumicos son utilizados para ello(cidos, productos alcalinos y desinfectantes).Dichas operaciones exigen altos consumos deagua para el enjuague de los equipos yasegurar que no quedan restos que puedanpasar al producto. Algunas recomendacionesde uso eficiente son:

Instalar sistemas CIP (Clean in Place) parareducir el consumo de agua en el lavado.Algunos de estos equipos ofrecen laposibilidad de recircular aguas deenjuagues, lo que significa una reduccinimportante en el consumo. Adems,permiten disminuir la cantidad dedetergentes y desinfectantes que sedescargan almedio ambiente.

Hacer los prelavados de tanques con pistolade alta presin. Esa prctica permiteminimizar el uso de detergentes insumosqumicos y bactericidas.

Instalar en planta, para el lavado del piso yde las paredes, pistola de dispersin y decierre automtico. Tambin se puedeutilizar hidrolavadoras para el lavado.

Instalar dosificadores automticos de losproductos de limpieza para el agua delavado.

Evaluar el uso de agua ozonizada en lugarde agua caliente o agentes qumicosantimicrobianos tradicionales (como lassoluciones cloradas). El consumo deproductos qumicos y agua se venreducidos.

Las tecnologasms utilizadas para el riego decsped y jardines en el rea de estudio son elaspersor y lamanguera con pistola.

Fotografa 15. Sistema de riego por aspersin

A cont inuac in se hacen a lgunasrecomendaciones aplicables a cualquier tipode riego.

Al seleccionar las especies queformarn parte del jardn, es preferible tomarlas plantas autctonas o especies que resistanmuy bien a la sequa. Es aconsejable reducirlas zonas de csped porque es el granconsumidor de agua.

Es conveniente dejar crecer el csped entrecinco y seis centmetros, as necesitarmenos agua ya que reducir la radiacinsolar sobre el suelo.

Conocer el agua que necesita cada planta encada momento del ao. En general, se riegamucho ms de lo deseable con elconsiguiente despilfarro de agua.

La reutilizacin del agua tratada puede seruna alternativa interesante si se conocenbien las caractersticas qumicas ymicrobiolgicas de esta para evitar daar elsuelo, las plantas y la salud de las personas.

El proceso de riego debe hacerse en lamaana temprano o al atardecer, nunca alsol, para reducir la evaporacin.



E l sue l o se debe de j a r se ca rmoderadamente entre 2 riegos paraestimular a que las races busquen aguaen profundidad. Con esto tambin seacostumbra las plantas a poco riego.

Existen en el mercado sensores de lluviacon corte automtico que permitendesconectar el riego si est lloviendo, osensores de humedad del suelo paraayudar a decidir cundo regar o no; peroeso es algo que hay que aprender con laexperiencia, principalmente.

Identificar el tipo de suelo paraseleccionar la tecnologa a utilizar. Lossuelos arcillosos y los suelos arenosos seriegan de diferente manera. En losarenosos se riega con ms frecuencia ymenos cantidad para que se pierda menosfuera del alcance de las races porinfiltracin; para arenosos es ideal el riegopor goteo.

Existen muchos tipos de equipos queutilizan el agua como fluido paraenfriamiento, y en la mayora de los casos secuenta con torres de enfriamiento oenfriadores que hacen recircular el agua.Las recomendaciones que se enuncian acontinuacin son para los casos en los cualesno se cuenta con refrigeracin, y por lo tantoel agua es utilizada y vertida.

Instalar vlvulas termostticas, las cualesregulan la entrada de agua fra segn lasnecesidades.

Utilizar el agua caliente en algn procesoque requiera agua a temperaturassuperiores a la temperatura ambiente.

Dimensionar correctamente los equiposintercambiadores de calor y evitar lasincrustaciones ya que limitan lainterferencia de calor y ocasionan mayorconsumode agua de enfriamiento.

El sector de Fabricacin de cermicos sedividen el subsector de cermica y el deelaboracin de tejares y ladrillos.

El consumo de agua es un aspectomedioambiental importante en el sectorcermico, ya que el agua es un elementoindispensable que puede tener funcionestecnolgicas como materia prima ofunciones auxiliares de lquido de lavado orefrigerante. Las necesidades de agua sonmuy variables y dependen de cada tipo deinstalacin en particular.

Optimizar el consumo de agua mediantealgunas tcnicas, como: instalacin devlvulas automticas que prevenganescapes de agua o la instalacin desistemas de alta presin en planta paralimpieza de equipos.

Reutilizacin de aguas residuales en lapreparacin dematerias primas del propioproceso.

Este sector no genera grandes vertimientosde agua, ya que sta se elimina del productopor evaporacin. Para mejorar el consumode agua se recomienda:

Instalar medidores para medicin deconsumo de agua para la preparacin delbarro.

Aprovechar el agua lluvia para llevar acabo el proceso de pisado y con ello evitarel uso del agua proveniente del acueductoo fuentes naturales.

Cubrir las pilas de material antes de lapreparacin para evitar disminuir lahumedad delmaterial

Fotografa 16. Elaboracin de ladrillos

En el sector de galvanoplastia el mayorimpacto en el uso del agua lo tiene lanaturaleza txica de muchos de loscompuestos qumicos involucrados, que sonlos elementos base de esta industria.Merecen especial mencin los metalespesados, tales como el cromo hexavalente yla especie cianuro. Lo anterior implica que lasrecomendaciones para el sector se enfoquenprincipalmente en reducir los vertimientosde las agua contaminadas.

El volumen de arrastre de las solucionesdel proceso es una funcin del tiempo deescurrimiento sobre dicha solucin. Apart i r de los diez segundos elescurrimiento no aumenta de maneraapreciable. Dado que este es un tiempogeneral de escurrimiento, aplicable a unrango extenso de piezas, se recomiendarealizar pruebas para determinar el tiempode escurrimiento ptimo de cada pieza,cuidando de no ocasionar problemas decalidad.

Instalar bandejas entre los tanques pararecoger el agua de de arrastre.

El volumen de arrastre del agua es funcindirecta de la velocidad de la extraccinde las piezas. Entre ms rpido seextraigan las piezas,mayor ser la pelcula

de solucin sobre estas. Por lo anterior serecomienda extraer las piezas lo mslentamente posible, sin afectar otrosfactores como la calidad del recubrimiento.

Utilizar aspersores como primer enjuaguesobre el tanque de proceso. La cantidad deagua utilizada depender del equilibrio deagua de cada solucin del proceso enparticular, siendo la evaporacin y elarrastre de la solucin los principalesfactores que afectan este equilibrio. Estaoperacin slo se recomienda en los tanquesde proceso que trabajen temperaturasmayores a la ambiental.

Instalar un tanque de escurrimiento, quesirve de recolector del arrastre de lasolucin del proceso antes de enjuagar laspiezas. Se recomienda el uso de tanques deescurrimiento para procesos con pocaevaporacin o que necesiten escurrirdurante un tiempo prolongado. Una granventaja de este sistema es que permite larecoleccin del arrastre sin interferir en elflujo operativo ni demorar la produccin.

Optimizacin de tanques de enjuague apartir mediante acciones como: seleccionarlas dimensiones mnimas del tanque queproporcionen un enjuague adecuado de laspiezas; localizar los puntos de alimentaciny descarga de agua del tanque en paredesopuestas para evitar que el agua fluya encircuitos cortos; utilizar agitacinneumtica, mezclando mecnicamente uotrosmedios de turbulencia.

Se puede alcanzar una reduccin delcon

Guía metodológica para determinar módulos de consumo y factores

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