UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERIA CAMPUS I LICENCIATURA EN INGENIERIA CIVIL PLANEACIÓN 7 “D” HERNÁNDEZ SALAZAR JOSÉ LUIS. NOMBRE DEL CATEDRATICO: SANSEBASTIAN GARCÍA HUMBERTO MIGUEL S1: ACTIVIDAD DE INTEGRADORA (PROYECTO) PROYECTO DE INVERSIÓN - CICLO DE VIDA TUXTLA GUTIÉRREZ; CHIAPAS, A 26 DE AGOSTO DEL 2021 INDICE. INTRODUCCION. .................................................................................................................................. 3 DEFINICION DEL PROYECTO. ............................................................................................................... 4 DESCRIPCION DEL PROYECTO. ............................................................................................................ 5 Informe general del proyecto. ............................................................................................................ 5 Objetivos del proyecto. ....................................................................................................................... 6 Beneficios Económicos de la reutilización de aguas residuales tratadas. ....... Ошибка! Закладка не определена. Beneficios Medioambientales ................................................... Ошибка! Закладка не определена. Puntos a considerar................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 1. Impacto ambiental ................................................................ Ошибка! Закладка не определена. 2. Alternativas de construcción ................................................. Ошибка! Закладка не определена. 3. Aspectos sociales................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 4. Factores financieros .............................................................. Ошибка! Закладка не определена. La construcción de planta de tratamiento de agua. ................. Ошибка! Закладка не определена. Operación de plantas. ............................................................... Ошибка! Закладка не определена. Mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Agua................ Ошибка! Закладка не определена. CONTEXTO EN QUE SE BASA. .............................................................................................................. 8 TIPO DE INVERSION. ............................................................................................................................ 9 CICLO DE VIDA. .................................................................................................................................. 10 ETAPAS DEL PROYETO. ...................................................................................................................... 11 2 INTRODUCCION. Los proyectos se dividen en fases con objeto de facilitar su gestión, mejorar el control, y mantener el proyecto alineado con los objetivos. Cada una de las fases del proyecto culmina con la realización de uno o varios entregables (plan de negocio, especificación, documento de diseño preliminar, plan de pruebas, etc.). Las fases suelen tomar el nombre del de alguno de sus entregables (por ejemplo, fase de diseño, fase de ensayos). Además, cada una de las fases puede considerarse como un subproyecto en sí mismo con fases específicas diferenciadas. El fin de cada fase viene acompañado de un proceso de revisión cuyo objeto es: Revisar los entregables obtenidos en la fase antes de proceder a su aceptación por el sponsor o cliente. Evaluar el rendimiento del proyecto hasta la fecha prediciendo su actuación futura. Determinar si el proyecto debe proceder o no a la fase siguiente. Para ello será necesario en muchos casos revisar el plan de negocio del proyecto. Revisión del plan de proyecto. Puede producirse un solapamiento entre fases consecutivas durante el ciclo de vida del proyecto. El conjunto de fases del proyecto se denomina ciclo de vida del proyecto, siendo conveniente distinguir este concepto del de ciclo de vida del producto del proyecto. Un proyecto tiene un ciclo de vida, que es la secuencia de actividades necesarias hasta alcanzar el producto del proyecto. Normalmente, el ciclo de vida del proyecto cubre desde la realización del estudio de viabilidad, especificación de requisitos, diseño del producto, fabricación y pruebas, hasta su entrega para su uso operacional. El horizonte temporal del concepto ciclo de vida del producto es más amplio, abarcando desde la idea o necesidad razón de ser del proyecto hasta la fase de retirada del proyecto. 3 DEFINICION DEL PROYECTO. En su forma más simple, una planta de tratamiento de aguas residuales evacúa sólidos, reduce la materia orgánica y los contaminantes y restaura la presencia de oxígeno. Los sólidos incluyen todo, desde trapos y maderas, a arena y partículas pequeñas que se encuentran en las aguas residuales. La reducción de la materia orgánica y de los contaminantes es llevada a cabo usando bacterias útiles y otros micro-organismos que se usan para consumir la materia orgánica en el agua residual. Las bacterias y los micro-organismos son luego separados del agua. La restauración del oxígeno es importante ya que el agua debe tener suficiente oxígeno para sostener la vida. Diagrama 1. Mapa mental de funcionamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales 4 DESCRIPCION DEL PROYECTO. Informe general del proyecto. Obra: Construcción De La Planta De Tratamiento De Aguas Residuales Para Beneficiar A Las Localidades San Vicente, La Cañada, Venustiano Carranza Y El Copal, Municipio De Bochil, Chiapas. Ubicación: San Vicente, La Cañada, Venustiano Carranza Y El Copal Contratista: ARFRAN CONSTRUCCIONES, S.A. DE C.V. Contrato no. 2030002-247. Monto contratado C/IVA: 19, 795, 048.95. Periodo de contrato: 18/11/2020 – 30/04/2021. Reprogramación por suspensión laboral: 18/11/2020 – 24/05/2021. Imagen 1. Planta de tratamiento de aguas residuales. 5 6 Objetivos del proyecto. El objetivo e importancia de las plantas de tratamiento de aguas residuales consiste en la desinfección de las aguas contaminadas para preservar el medio ambiente y propiciar una mayor disponibilidad de este recurso. Para ello se cuenta con normativas nacionales como el Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales. Igualmente, de acuerdo con las normas oficiales de México para la preservación del medio ambiente, se tienen las siguientes normativas: 7 NOM-001-ECOL-1996: establece límites máximos de contaminantes en las aguas residuales. NOM-002-ECOL-1996: establece los límites de contaminación permitido en aguas residuales vertidas en los sistemas de alcantarillado urbano. NOM-003-ECOL-1997: establece el límite de contaminación permitido en aguas residuales tratadas con el fin de ser reutilizadas en servicios públicos. NOM-004-ECOL-1998: específica y establece los límites de contaminación permitidos en los lodos provenientes de las plantas para el tratamiento de aguas residuales. CONTEXTO EN QUE SE BASA. Un plan es un modelo sistemático que se diseña antes de llevar a cabo una acción. Por lo tanto, un plan establece las intenciones y directrices de un proyecto. Desarrollo, por otra parte, refiere a acrecentar o dar incremento a algo. El desarrollo humano está vinculado al progreso social, cultural o económico. Un plan de desarrollo, por lo tanto, es una herramienta de gestión que busca promover el desarrollo social en una determinada región. Debido a la magnitud del proyecto y al espesor de refuerzo requerido para realizar la planta de tratamiento, la Junta de Caminos del Estado de Chiapas, solicitó a la empresa encargada del proyecto que tuviera a bien presentar la propuesta para la construcción de la planta, una a base de concreto con aditivos para mejorar sus propiedades. Para analizar detenidamente la propuesta. De acuerdo al proyecto se dice que es del tipo de plan de desarrollo urbano, ya que el principal instrumento de gestión y promoción de dicho proyecto es la de establecer pautas lineamientos y estrategias para alcanzar un desarrollo sostenible. El Plan Desarrollo Urbano se formula mediante un proceso amplio y participativo con la finalidad de convertirse en un acuerdo social concertado donde se establece los pactos y compromisos de los diversos actores público y privados. 8 Imagen 2. Desarrollo Urbano. TIPO DE INVERSION. Este proyecto se basa en un proyecto de inversión pública específicamente en un proyecto de infraestructura ya que esta beneficiaria a un sector público para su desarrollo, este proyecto será en el contexto de un plan de desarrollo estatal ya que su desarrollo, ejecución y supervención de la obra se encargara el GOBIERNO DEL ESTADO DE CHIAPAS de la dependencia de COMISIÓN DE CAMINOS E INFRAESTRUCTURA HIDRAULICA. Este tipo de inversión se destina principalmente a proveer bienes, servicios o infraestructuras que sean consideradas básicas o importantes, este proyecto se considera como un servicio importante para la comunidad Otras características del proyecto son: Se justifica en que hay bienes o servicios que un privado no puede proveer de forma eficiente, es decir, generando beneficios. Por lo tanto, ante la ausencia de oferta, el Estado debe intervenir. Debe distinguirse la inversión del gasto público. Este último no tiene un fin productivo, sino que son desembolsos necesarios para mantener el aparato estatal. Los gobiernos pueden aumentar la inversión pública como una forma de impulsar la economía. También se puede decir que un tipo de inversión pública Tangible: Se refiere a bienes físicos e infraestructuras como vías de comunicación, hospitales y centros educativos. 9 CICLO DE VIDA. El ciclo de vida del Proyecto se compone del inicio, la planificación, la ejecución, el control y el cierre del conjunto de procesos que componen un Proyecto, hasta conseguir alcanzar el objetivo propuesto en el tiempo y con el presupuesto disponible. El ciclo de vida del Proyecto se ocupa de la gestión de la globalidad del proyecto. Tanto del proceso como de la metodología más adecuada para desarrollar el Proyecto desde su inicio hasta su fin. El ciclo de vida del Proyecto se desarrolla en grupos de procesos. Paso a paso, proceso a proceso, hasta llevar a cabo el alcance que hemos definido para el Proyecto, es decir, aquello que pretendemos obtener como resultado de la ejecución del Proyecto. El ciclo de vida del Proyecto abarca: desde que el Proyecto nace hasta que el Proyecto finaliza. El ciclo de vida del Proyecto, por lo tanto, es el progreso del Proyecto que se da a lo largo de todas las etapas de su desarrollo. La Norma señala una serie de elementos obligatorios y otros opcionales. Los elementos obligatorios son los siguientes: Selección de las categorías de impacto, de los indicadores de categoría y de los modelos de caracterización. Asignación de los resultados del Inventario de Ciclo de Vida a las categorías de impacto (clasificación) Cálculo de los resultados de los indicadores de categoría (caracterización) que es el perfil de la Evaluación de Impacto de Ciclo de Vida. Como elementos opcionales señala los siguientes: Cálculo de la magnitud de los resultados de los indicadores con relación a una información de referencia (normalización) Agrupación: ordenación y posible clasificación de las categorías de impacto Ponderación. Conversión y posible agregación de resultados de los indicadores de categorías de impacto usando factores numéricos basados en valoraciones subjetivas Los resultados ponderados se pueden entonces sumar para dar un resultado final del impacto ambiental del sistema estudiado. Para este estudio el método de evaluación de impacto utilizado es el TRACI, un método norteamericano que ha sido elegido, básicamente por que las categorías de impacto de interés son evaluadas en este método y por la localización geográfica de la planta. 10 Imagen 3. Vista aérea de la planta de tratamiento de aguas residuales. ETAPAS DEL PROYETO. Etapa idea: La etapa de idea se refiere al proceso sistemático de búsqueda de nuevas oportunidades de negocios o de posibilidades de mejoramiento en el funcionamiento de una empresa, proceso que surge de la identificación de opciones de solución de problemas e ineficiencias internas que pudieran existir, o de las diferentes formas de enfrentar las oportunidades de negocios que se pudieran presentar. Es en la etapa de idea donde se realiza el primer diagnóstico de la situación actual. Es la antesala del tratamiento de depuración que las aguas residuales recibirán. Este proceso cumple las funciones de regular y medir el caudal de agua que ingresa a la planta. Además, en este tratamiento se remueven los sólidos flotantes de gran tamaño, la arena y la grasa presentes en las aguas negras. Estos agentes indeseables son eliminados mediante un proceso de filtración, siendo este indispensable para el correcto desarrollo de esta etapa. En este proceso, el agua residual es preparada para facilitar dicho tratamiento. Esto con el fin de resguardar la instalación y evitar daños a los equipos usados en las distintas operaciones y procesos que conforman el sistema de tratamiento. Beneficios Económicos de la reutilización de aguas residuales tratadas. El Beneficio Económico se obtiene al vender el agua residual tratada al sector agrícola, la cual se adquiere a un menor costo que el agua convencional, debido a 11 que el principal consumo del sector agrícola es el agua para el riego de hortalizas y dar de beber al ganado. La venta de este recurso disminuye los costos operacionales de las plantas de tratamiento de aguas residuales, lo que disminuye el costo de riego de hortalizas e igualmente supone la disponibilidad constante y confiable de este recurso. El sector urbano también se beneficia mediante las actividades comerciales y de industria pesada que no requieran del consumo de agua potable, como el uso de agua para la alimentación de calderas, turbinas, torres de enfriamiento, centrales térmicas, entre otros. Beneficios Medioambientales Salud y Medio Ambiente: las aguas residuales una vez que han sido tratadas deben ser devueltas a la naturaleza vertiéndolas en los ríos, lagos o mares para que continúe su ciclo hidrológico, siempre y cuando se encuentre en condiciones adecuadas, de esta forma no evita la alteración de los ecosistemas, se disminuye la contaminación a la biodiversidad y se mitiga el riesgo para la salud pública. Utilización del agua saneada: la reutilización de estas aguas tratadas por parte del sector primario (agrícola, pesca, ganadería, granjas) y el sector urbano (industria, comercios, doméstico), genera beneficios ambientales al reducir la cantidad de agua contaminada en los ecosistemas de ríos y mares. Etapa pre inversión: La etapa de pre inversión corresponde al estudio de la viabilidad económica de las diversas opciones de solución identificadas para cada una de las ideas de proyectos. Diagrama 2. Mapa sobre pre inversión. 12 ETAPA INVERSIÓN. De acuerdo a la información que surge de las etapas anteriores podrán irse delineando las características y magnitud de la inversión a realizar, tanto en el momento inicial del proyecto como en períodos posteriores. Contempla dos momentos: la formulación del estudio definitivo o expediente técnico y la ejecución de las acciones. Así como las acciones de evaluación y aprobación de los estudios y expedientes, la asignación de los recursos y el seguimiento y monitoreo de las acciones previstas y del uso de los recursos desembolsados. 1. Impacto ambiental El manejo del entorno es uno de los factores determinantes en el diseño de planta de tratamiento de agua residual. La posibilidad de contar con afluentes y la distancia a la cual se encuentre la planta respecto de áreas urbanas o agrícolas, así como de cursos de agua limpia. 2. Alternativas de construcción Los estudios sobre el terreno deberán determinar los modelos de construcción más adecuados. Factores como la inclinación del terreno, la necesidad de utilizar bombas para superar desniveles y las características del suelo, entre otros factores, son determinantes para establecer posibles emplazamientos para una planta de tratamiento de aguas. 3. Aspectos sociales En el diseño de planta de tratamiento de agua residual, la población a la cual se dará servicio es otro de los factores a considerar. Además del impacto sobre el hábitat, es preciso realizar cálculos sobre la cantidad de agua tratada por habitante y sobre el caudal de aguas de desecho producido por una comunidad. 4. Factores financieros Las alternativas para el diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales dependen de sus usos, de la ubicación y características del agua que será tratada. Pero también depende de un estudio especializado de costos beneficios, políticas de subsidios oficiales y financiamiento privado o estatal. 13 ETAPA OPERACIÓN: Contempla la evaluación de los resultados, la que puede hacerse al concluir la inversión y entrar a la vida útil del proyecto, o transcurrido un cierto tiempo de concluida la fase de inversión. La construcción de planta de tratamiento de agua. Presentamos los principales aspectos a tomar en cuenta en la construcción de una planta de tratamiento de agua de tipo urbano, requerimientos técnicos, ambientales y del lugar donde deben ser instalados. -Terreno Para la construcción de planta de tratamiento de agua es preciso considerar el terreno sobre el cual será emplazado. El estudio topográfico y de los suelos permite configurar la cimentación, los posibles desniveles y el espacio disponible, en tanto que se debe considerar la necesidad de instalar bombas y tuberías para conducir el agua desde su origen y luego para su liberación en afluentes. -Desarenador Como primer paso para el agua entrante, se utiliza el sistema de separación de arena del agua a ser tratada, por medio de tuberías en las que la arena queda atrapada. La aplicación de filtros y rejillas de diversos tamaños permite además separar otros sólidos. -Tanque aeróbico Por lo común se utiliza un taque cerrado de flujo continuo, en el cual el agua entra y sale de manera constante. En este punto, se incorporan las bacterias que funcionan en presencia de oxígeno y cuya acción permite separar las partículas orgánicas flotantes del agua. -Tanques de decantación Se trata de las tinas circulares abiertas típicas de las plantas de depuración de agua. El líquido permanece en estos tanques con una velocidad de circulación menor, lo que favorece que las partículas sólidas sedimenten, generando en el fondo un lodo que se separa del agua. -Secado de lodos 14 Los lodos que resultan de la decantación son conducidos a un tanque donde se lo deja secar por la acción del calor solar. -Humedal Las aguas descontaminadas son conducidas a una especie de pantano artificial donde se generan procesos biológicos que permiten la incorporación de oxígeno. -Tanque de aguas tratadas. El agua purificada es almacenada y su calidad es controlada con análisis químicos, antes de ser liberada en los afluentes. Operación de plantas. Estos son los puntos cruciales en la operación de plantas de tratamiento de agua, los cuales se emplean en distintas combinaciones, según las características de las aguas residuales a ser tratadas: -Separación de sólidos La primera etapa del saneamiento de aguas es la separación de los líquidos y sólidos, por medio de filtros que eliminan objetos, o por sedimentación, que hace que las partículas suspendidas en el líquido se vayan al fondo por acción de la gravedad. -Procesos biológicos Es el uso de microorganismos que degradan los desechos presentes en el agua, y que permiten su oxigenación. El sistema de fangos activados consiste en el cultivo de microorganismos que hacen que los desechos sólidos adquieran volumen y puedan ser separados del agua. En los procesos que utilizan bacterias, se distingue entre sistemas aeróbicos, los más comunes, con bacterias que sobreviven en presencia del oxígeno, y sistemas anaeróbicos, que emplean bacterias que viven sin oxígeno. -Procesos físico-químicos Este tratamiento se emplea para separar las partículas que por su composición no decantan en el fondo. Consiste en inyectar burbujas y espuma, para que los elementos más ligeros floten y sean separados por medios mecánicos. Se aplica especialmente en caso de presencia de grasas y aceites, u otros materiales que flotan. 15 -Purificación Una etapa final en el proceso es la aplicación de sistemas que pueden purificar el agua, tales como filtros de carbón activado, proceso por ozono, aplicación de cloro o tratamiento con rayos ultravioleta. -Manejo de desechos Los sólidos resultantes deben ser manejados con especial atención al cuidado del medio ambiente. En resumen, la operación de plantas de tratamiento de agua implica la aplicación de aspectos técnicos que dependen de condiciones concretas en cada caso, tales como las características del agua, los requerimientos de la población o las necesidades que vaya a satisfacer, a partir de los requerimientos oficiales para la aprobación de cada uno de los proyectos. Mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Agua. En el tratamiento de aguas residuales se realizan diversos pasos que tienen como objetivo el saneamiento del agua, proveniente del uso en las ciudades, industrial o agrícola, para después liberarla en los afluentes con la calidad ecológica y la pureza requeridas. Se trata de una de las tareas más importantes para la conservación del ambiente y para el desarrollo humano sustentable. Como indica La Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) en su Manual de operación de 2017, el saneamiento de aguas una de las tareas más urgentes para el país, lo que implica el aprovechamiento óptimo de la infraestructura y de los convenios oficiales para el establecimiento de plantas en el país. El mantenimiento de plantas de tratamiento de agua incluye el control de calidad en procesos que forman parte de todo el sistema, como captación, bombeo, filtrado, separación de sólidos, procesos bioquímicos aeróbicos o anaeróbicos, uso de lodos activados, decantación y descarga, entre otros. 16 CONCLUSIONES. Mediante el análisis del ciclo de vida empleando SIMAPRO se pudieron observar la categorías de impacto a las que contribuye el proceso y gracias a los resultados obtenidos se plantean las siguientes conclusiones. Los resultados del ACV aplicado a la planta de tratamiento de aguas residuales, muestran como aspectos positivos, los relacionados con la disminución del potencial de eutrofización y sus posibles efectos en el cuerpo receptor. El incremento en algunas categorías de impacto, hace evidente, la necesidad de contar con una mayor cantidad de datos de planta (consumo energía eléctrica, aditivos, etc.) para establecer las relaciones reales entre los consumos y los efectos sobre cada categoría de impacto y por ende los impactos sobre el medio ambiente Es necesario que se establezcan procedimientos de gestión en planta, de manera que sea posible establecer una relación entre los consumos reales y los efectos de dichos consumos en las diferentes categorías de impacto evaluadas. El ACV como metodología de análisis ambiental, permite establecer la relación entre el inventario de entradas y salidas en el proceso y los posibles efectos en las categorías de impacto de interés. El objetivo principal de la PTARM es la disminución del impacto sobre el medio ambiente. Sin embargo, conviene resaltar que dicho tratamiento produce a su vez cargas sobre el medio ambiente, de ahí la importancia de conocer en qué medida se está afectando al medio ambiente al llevar a cabo el tratamiento de aguas, para evitar que se ocasione un daño mayor al realizar el tratamiento. 17 BIBLIOGRAFIA. 1. Arreguín-Cortés F., López-Pérez M., Marengo-Mogollón H., Tejeda-González C, Agua virtual en México, Ingeniería hidráulica en México, vol. XXII, núm. 4, pp. 121132, 2007. 2. Castillo E., Mora M. Mathematical modelling as a tool for environmental evaluation of industrial sectors in Colombia. Waste management 20 617-623. 2000 3. Cowell, S. Environmental Life Cycle Assessment of Agricultural Systems: integration into decision-making. PhD Thesis. CES University of Surrey. 1998 4. Danish Ministry of the Environment (DME). LCA guideline: State of LCA in Denmark 2003 Introduction to the Danish methodology and consensus Project. 2005 5. Ekvall T. Finnveden G. Allocation in ISO 14041- A critical review. Journal of cleaner production, Vol. 9, pp.197-208. 2001 6. Ferrer, C. Análisis comparativo entre procesos de tratamiento de agua residual de pequeñas poblaciones de la provincia de Castellón. I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos. Castellón, España 2008. 18
