articulo cientifico

DISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS
RESULTANTES DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DE COSMETICOS EN
LA PLANTA YANBAL FACATATIVÁ
Autores: Mauricio Moreno Barragan, Jorge Iván Casas, 12 Diciembre 2011,
Bogotá D.C
La empresa Yanbal de Colombia
está ubicada en la ciudad de
Facatativa y representa empleo para
más de 1400 personas de la sabana
de Cundinamarca, el volumen de
producción a aumentado mucho
durante los últimos 4 años , lo que
ha traído un aumento en el consumo
de recursos naturales, debido a esto
y buscando la consolidación de un
manejo ambiental adecuado para la
compañía se pretende diseñar un
método que permita recirculación de
aguas residuales resultantes del
proceso de producción de la planta
cosmética, con el fin de ser
utilizadas en el lavado de las áreas y
equipos.
Este proyecto tiene como finalidad la
reducción
de
costos
por
alcantarillado y la optimización del
manejo del recurso hídrico, para tal
fin fue necesario evaluar las
características del agua tratada que
es
extraída
del
subsuelo,
adicionalmente se requiere la
verificación de los procedimientos de
manejo de agua y la verificación de
los análisis realizados al recurso.
Con la información del estado del
agua a utilizar en el proceso, se
procedió a hacer los análisis del
agua residual del proceso después
del tratamiento normal realizado
para su vertimiento.
Se determino así cuales eran las
sustancias resultantes en el agua
residual tratada y se genero un plan
de acción con el fin de eliminarlas y
lograr obtener agua apta para el
proceso de limpieza.
Después de la calificación
y
comparación de las aguas
se
estructuro la manera de hacer
tratamiento para su reintegro al
proceso, mediante el uso de
químicos y de procesos de
purificación.
Finalmente realizo la cotización de
los equipos necesarios
parta el
proyecto así como de insumos y
material pertinente.
Se elaboro un plano de tuberías y se
cotizo la compra y montaje de las
mismas.
1. INTRODUCCIÓN
La industria contamina ríos con
químicos mortales. Los granjeros
fumigan los cultivos con pesticidas y
fertilizantes que son arrastrados a los
ríos y lagos.
En muchas partes del mundo, las
personas usan los ríos como cloacas
abiertas y depósitos de basura.
Demasiada explotación de mantos
acuíferos costeros provoca que el
agua del mar se filtre, lo que la vuelve
salada e imposible de consumir agua.
Tenemos cantidades limitadas de
agua, distribuida de manera desigual
Aún en países desarrollados, grandes
cantidades de agua se pierden a
través de tuberías con fugas y
desperdicio doméstico. En algunas
partes de Asia Central, las tuberías
están en tan mal estado, que más de
la mitad del agua se pierde a través
de agujeros.
Gran parte de la población mundial
sobrevive con 9 litros diarios de agua
mientras el estadounidense promedio
usa 1, 514; de esa cantidad, el riego
de
jardines
representa
aproximadamente
el
30%
del
consumo: 26 millones de litros.
La Reutilización del agua residuales
una práctica muy extendida en
numerosos
países
áridos
o
semiáridos de manera que hoy día
este tipo de aguas ha entrado a
formar parte del ciclo hidrológico y a
ser consideradas como recursos
hídricos alternativos que deben ser
tenidos en cuenta en todo balance.
Los procesos para el Tratamiento de
aguas residuales se basan en la
eliminación de los contaminantes
hasta alcanzar los valores máximos
permisibles de acuerdo a las normas
y
estándares
nacionales
o
internacionales.
En virtud de la diversidad de
contaminantes que se pueden
presentar en las aguas residuales, el
número de procesos existentes es
también muy amplio, no obstante
estos procesos se pueden agrupar de
acuerdo al tipo de fenómeno o
principio en el cual basan su
operación.
Una clasificación amplia en la que se
puede agrupar los procesos de
tratamientos, es aquella que está de
acuerdo al tipo de fenómeno
asociado:
Físico,
Químico,
Bioquímico,
Físicoquímico,Enzimático.
Para Yanbal de Colombia el reciclaje
del agua residual resultante de
procesos de fabricación, permitirá la
reducción de costos por concepto de
servicios públicos y a demás es una
forma de mostrar su compromiso
social y con el medio ambiente.
3. METODOS Y MATERIALES
3.1 Métodos. Para el sistema de
tratamiento y el proceso de
reutilización de aguas resultantes del
proceso de fabricación cosmética en
la planta de Yanbal se emplean los
métodos de Ultrafiltración y Osmosis
inversa los cuales se explican a
continuación:
3.1.1
Ultrafiltración.
Puede
emplearse
para
eliminar
esencialmente todas las partículas
coloidales
y
alguno
de
los
contaminantes
disueltos
más
grandes (0,01 mm). Se utiliza la UF
cuando
deben
eliminarse
prácticamente todas las partículas
coloidales (incluyendo la mayor parte
de microorganismos patógenos).
Estos sistemas, capaces de eliminar
bacterias y virus se suelen utilizar
como pretratamiento para sistemas
de nanofiltración, hiperfiltración u
osmosis inversa. Puesto que los
coloides se eliminan, el agua tratada
debe
tener
una
turbidez
prácticamente nula.
3.1.2. Osmosis Inversa. Es un
sistema de separación de materias
disueltas
mediante
membranas
semi-permeables, bajo el efecto de
una presión. (APTEL, P, 1998).
Es una tecnología de membrana en
la cual el solvente (agua) es
transferido a través de una
membrana densa diseñada para
retener sales y solutos de bajo peso
molecular. La Osmosis Inversa
elimina prácticamente todas las
sales y los solutos de bajo peso
molecular.
Se
considera
una
eliminación prácticamente total de
las sales disueltas y total de los
sólidos en suspensión. Debido a
esto, las membranas de OI son la
elección cuando se necesita agua
muy
pura
o
de
bebida,
especialmente si la fuente es agua
salobre o agua de mar
3.2
Materiales. Los materiales
utilizados para la elaboración de las
plantas de tratamiento para la
regeneración
de
las
aguas
resultantes
se
muestran
a
continuación:
3.2.1 Hidrociclón. Son utilizados
para la separación continua de
partículas solidas suspendidas en un
liquido por medio de sedimentación
centrifuga, logrando altos niveles de
eficiencia y bajos costos de
operación gracias a la simplicidad y
poca necesidad de tratamiento.
Esta pieza se conforma por un
cilindro recto que consta de 2
extremos ovalados.
Figura 1. Hidrociclón
a la partícula en la parte superior y
para lo cual se requiere inducir
presión utilizando una bomba,
además genera una reducción a la
entrada del dispositivo donde el
líquido se desplaza por la pared y
luego hacia el centro en forma de
remolino descendente. La presión en
este dispositivo estará entre 4 y 20
bares.
El movimiento circular genera un
proceso de centrifugación donde las
partículas más densas y grandes se
desplazan contra la pared y caen en
corriente espiral hacia la parte de
menor
diámetro.
Cuando
las
partículas están en el fondo, las más
finas y parte del agua retroceden
siguiendo
un
vórtice
interno
devolviéndose a la parte superior
donde chocan con una tubería que
les permite salir por la corriente
superior. Las partículas gruesas
salen por la corriente interna.
El ovulo superior funciona como un
hidrociclon normal, la corriente
inferior es conducida por una tubería
hacia una trampa de sólidos (ovalo
inferior) que impide su retorno a la
parte superior.
3.2.2 Carcasa de módulo de
filtración. Cuenta con 37 canales
cada uno de 3mm de diámetro
interno. (Figura 2). El área filtrante
de cada canal es de 0,35m2. En total
el modulo tiene un área filtrante
activa de 1,05m2.
Figura 2. Carcasa del módulo de
filtración.
Su funcionamiento se basa en
ejercer una alta velocidad tangencial
3.2.3 Elemento tubular cerámico
Membralox® P37-30 La carcasa
tiene un diámetro interno de 0,165m
(6,5”) y está construida en acero
inoxidable, los elementos tubulares
son de naturaleza cerámica y la
capa filtrante está fabricada en oxido
de zirconio, lo que permite todo tipo
de pH y temperaturas hasta 140°C.
El tamaño de los poros de esta capa
es de 0,05µm.
Cuenta con 2 puertos de salida
laterales de 0,019m (3/4”) de
diámetro para el permeado y para
este estudio solo se utilizara el
puerto de salida inferior
3.2.5 Filtro de cartucho. Regulan el
caudal con un paso de malla en los
cartuchos de 5 µm.
Figura 5. Filtro de cartucho
Figura 3. Elemento tubular cerámico
Membralox® P37-30
4. CONCLUSIONES
3.2.4 Bomba centrífuga Caracol. El
agua enviada a través de estas
bombas, pasará previamente a
través de uno o dos de los filtros de
cartuchos disponibles, antes de
introducirse en la unidad de ósmosis
inversa,
estas
bombas
son
diseñadas para aportar el caudal
requerido.
Figura 4. Bomba centrífuga Caracol
El diseño de una planta de
producción de tratamiento de agua
es un sistema complejo y no puede
ser solo el diseño de sistemas
independientes, estos deben estar
en interconexión para asegurar una
óptima gestión del agua.
Según la calidad de agua requerida,
existen diferentes procesos de
membranas:
microfiltración,
ultrafiltración, nanofiltración, ósmosis
inversa, electrodiálisis, electrodiálisis
reversible, intercambiadores iónicos
y electrodesionización.
Con los requerimientos de agua
filtrada
establecidos,
se
han
comparado el uso de filtros,
concluyendo que la ultrafiltración es
el mejor método ya que se obtiene
una mayor capacidad de separación.
Miramar.
1996.
Después de evaluar las ventajas y
desventajas de cada alternativa de
tratamiento de aguas, se sugiere el
diseño integrado de los métodos
Ultrafiltración y Ósmosis inversa que
garantizan
una
reducción
significativa de los parámetros
fisicoquímicos
fuera
de
especificación.
APTEL, P., BUCKLEY, C. Tipos de
Operaciones
de
Membranas.
Tratamiento del agua por procesos
de membrana. Principios, procesos y
aplicaciones. American Water Works
Association Research Fundation.
McGrawHill. Madrid, 1998. Pag. 1339.
La implementación de proyecto
podrá generar ahorros a mediano y
largo plazo por concepto de
utilización de aguas.
La producción autosostenible es el
desarrollo necesario para cualquier
empresa, mediante la recirculación
de aguas en sus procesos Yanbal de
Colombia podrá lograr un impacto
positivo en el medio ambiente
Universidad
Nacional,
APHA,
AWWA.
Métodos
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de membrana. Principios, procesos y
aplicaciones. McGrawHill. Madrid,
1998. Pag.477-517
La implementación de una planta de
tratamiento de aguas residuales para
la planta de producción cosmética
podrá brindar ahorro económico,
bienestar social
y muestra el
compromiso por parte de la
compañía con el medio ambiente
FARIÑAS, M. Ósmosis Inversa.
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