Propuesta para el diseño y puesta en marcha de una planta de agua potable y hielo en Cvg Venalum (página 2)

· Utilización efectiva de la mano de obra: Un buen arreglo de la planta favorece la efectiva utilización de la mano de obra. Los trabajadores no deberán tener excesivo tiempo ocioso o tener que recorrer grandes distancias para obtener herramientas, plantillas, suministros, etc.

· Flexibilidad: En ocasiones es necesario revisar un arreglo determinado. Los costos de una redistribución pueden disminuir si se diseña el arreglo original teniendo en mente la flexibilidad, que permitirá futuras ampliaciones, ajustes, etc., con el mínimo de perturbaciones. Existen tres tipos básicos de producción y son los siguientes (Ver tabla 3):

Tabla 3 Tipos básicos de distribución de la producción

Fuente: Vargas Martínez, estudio técnico/ Ingeniería de proyecto Plantas de tratamiento de agua Se denomina estación de tratamiento de agua potable (ETAP2) al conjunto de estructuras en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios:

· combinación de barreras múltiples (diferentes etapas del proceso de potabilización) para alcanzar bajas condiciones de riesgo.

· tratamiento integrado para producir el efecto esperado.

· tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una meta específica relacionada con algún tipo de contaminante).

Si no se cuenta con un volumen de almacenamiento de agua potabilizada, la capacidad de la planta debe ser mayor que la demanda máxima diaria en el periodo de diseño. Además, una planta de tratamiento debe operar continuamente, aún con alguno de sus componentes en mantenimiento; por eso es necesario como mínimo dos unidades para cada proceso de la planta.

Componentes del agua Debido a la muy posible contaminación de las fuentes de agua, estas se deben analizar completamente cada seis meses cuando menos.

Turbidez Los componentes suspendidos en el agua son responsables por la turbidez. Los sólidos son; material orgánico, material inorgánico, virus, algas y partículas muy finamente divididas. La especificación para la turbidez en agua potable es de 1 NTU (Unidad de turbidez nefelométrica). La razón de estas especificaciones es que los compuestos responsables por la turbidez van a interferir con el tratamiento de cloración. En algunos casos se puede aceptar 5 NTU como nivel máximo, siempre y cuando se demuestre que no interfiere con el tratamiento de cloración. Los valores típicos de turbidez son:

· Agua de río: Desde 15-30 NTU pero puede llegar a 1000 NTU en épocas de lluvia intensa.

· Agua de lago o laguna: Desde 2 hasta 35 NTU

· Agua de Lago o laguna: 25-50 unidades Catando (Probando) el agua El agua se cata igual que el vino. Los vasos deben estar perfectamente limpios y enjuagados con agua pura. El agua debe estar a temperatura ambiente. El procedimiento para catar el agua se hace tomando un poco de agua en la boca, se mueve el agua alrededor de la boca apretando los labios para que no salgan los aromas de la boca.

Luego se pasa el agua entre la lengua y el paladar y se saborea al fondo de la boca, en la garganta. Cuando se cata, toda la boca está involucrada; los lados de la lengua pueden detectar si sabe ácida, la parte media de la lengua si sabe salada, la punta si sabe dulce y la parte posterior de la lengua si sabe amarga.

Las aguas de distintos orígenes varían en sabor, olor y apariencia. Las pruebas organolépticas se basan tanto en el sabor como en el olor y apariencia. Las muestras para prueba son de 90-100 ml cada una, a temperatura ambiente en recipientes de vidrio perfectamente limpios y sin residuos de detergente.

Tipos de agua

· Agua Cruda: Es el agua que ha de ser tratada antes de convertirse en agua potable. También llamada agua bruta. Es el líquido de tonalidad ferrosa, rojiza, que utilizaban los alquimistas para estañar metales preciosos y así esconder su auténtico valor para traficarlos a través de ducados y estados condales. En pocas palabras, el agua cruda es aquella que no ha sido sometida a proceso de tratamiento ninguno.

· Agua Industrial: Es aquella con calidad requerida para su uso en procesos industriales. El agua de uso industrial cada vez es más tratada y reutilizada para distintas tareas internas, permitiendo así ahorrar en valiosa agua potable y recortar los gastos. Es un procedimiento también seguido, por ejemplo, en la industria alimentaria. Los costes de tratamiento del agua de uso industrial dependen de la calidad del agua sin tratar.

· Agua Natural: Es aquella provenientes de fuentes naturales, tales como ríos, lagos, manantiales y otros. También se puede decir que son aquellas cuyas propiedades originales no han sido modificadas por la actividad humana; y se clasifican en:

a) Superficiales, como aguas de lagos, lagunas, pantanos, arroyos con aguas permanentes y/o intermitentes, ríos y sus afluentes, nevados y glaciares.

b) Subterráneas, en estado líquido o gaseoso que afloren de forma natural o por efecto de métodos artificiales.

c) Meteóricas o atmosféricas, que provienen de lluvias de precipitación natural o artificial.

· Agua Residual: El término agua residual define un tipo de agua, previamente utilizada, que está contaminada con sustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importancia es tal que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación.

· Agua Servida: Es el agua proveniente de las actividades domésticas.

· Agua Potable: Es aquella que cumple con los requisitos microbiológicos, organolépticos, físicos, químicos y radiactivos que establecen las normas sanitarias de calidad del agua potable y que se considera apta para el consumo humano.

Planificación

Fábricas de Hielo La fase más importante de la planificación es el estudio del lugar donde se va a instalar la fábrica, teniendo en cuenta tanto los servicios que se necesitarán para la fabricación como la cómoda distribución al consumidor. Las fábricas de hielo requieren una fuente de energía y un suministro de agua suficiente tanto para la fabricación del hielo como para el enfriamiento del condensador de la instalación de refrigeración.

Además, algunas máquinas necesitan un suministro adicional de agua para el desescarchado. El costo del transporte del hielo es importante, sobre todo en zonas de intenso tráfico, y puede representar el capítulo más caro para el consumidor. Por consiguiente, la fábrica de hielo deberá estar emplazada donde se vaya a hacer uso del producto, o donde las necesidades de transporte sean mínimas. Normalmente el fabricante asesora sobre la disposición de la instalación, pero esa información sólo es aplicable al tipo de maquinaria que él suministra. Por ejemplo, las máquinas tradicionales para fabricar hielo en bloques exigen una superficie de suelo mucho más grande que las modernas máquinas automáticas. Otras máquinas, como las que hacen hielo en tubos, necesitan mucha altura libre y rara vez se colocan encima del espacio de almacenamiento del hielo, que es la disposición normal de las que fabrican hielo en escamas. El almacenamiento en silo exige también una estructura cubierta relativamente alta, mientras que el sistema de depósitos grandes necesita mucha superficie de suelo por la limitada profundidad del almacenamiento. Por consiguiente, las limitaciones de espacio y de altura del edificio deben examinarse en una fase inicial de la planificación, ya que cualquier restricción puede impedir la utilización de algunos tipos de máquinas. Por ejemplo, en algunos sitios no se pueden construir edificios altos por razones estéticas.

Tamaños unitarios La mayoría de los fabricantes de máquinas de hielo producen varios tamaños unitarios estándar. Como cada uno tiene una capacidad variable, según su régimen de funcionamiento, suele ser posible satisfacer las necesidades de los clientes en las condiciones más favorables.

Algunos fabricantes producen unidades dobles, en las que el margen de capacidades se amplía aparentemente hacia arriba. Sin embargo, la mayor capacidad de fabricación de hielo se consigue normalmente utilizando unidades múltiples, que pueden funcionar con una instalación frigorífica centralizada, o con cada máquina como una unidad autónoma. Como el sistema que se utilice tendrá repercusiones en el servicio que se preste, la elección dependerá de los requisitos operacionales. Por ejemplo, si la demanda de hielo es muy variable, se podrá optar por varias unidades independientes a fin de ajustar exactamente la oferta a la demanda.

Requisitos para instalar una fábrica de hielo

· Espacio La maquinaria moderna es de dimensiones reducidas en comparación con las máquinas tradicionales de fabricación de hielo en bloques, pero no es fácil hacer una comparación directa de las exigencias de espacio de los distintos tipos de maquinaria. La capacidad de fabricación de hielo varía según el régimen de funcionamiento, por lo que normalmente se indica mediante un margen de valores. Algunos tipos de máquinas son más idóneos para una producción elevada, y se fabrican en modelos grandes, mientras que otros se fabrican sólo en tamaño pequeño. En la siguiente tabla se indican algunas cifras típicas de las necesidades de espacio de varias de las máquinas de hacer hielo de uso más común, con una producción de 50 toneladas diarias. (Ver tabla 4)

Tabla 4 Necesidades de espacio de las máquinas de hacer hielo

Fuente: http://es.scribd.com/doc/53890756/DETERMINACION-DEL-TAMANO-OPTIMO- DE-UNA-PLANTA Estas cifras se refieren sólo a la máquina de hacer hielo. Como estas máquinas son relativamente pequeñas en las fábricas modernas (de hielo en placas, en tubos y en escamas), las necesidades de espacio para el equipo de refrigeración y para la manipulación y el almacenamiento son muy superiores a las que se exponen en la tabla 4. Como ocurre casi siempre con este tipo de maquinaria, hay un efecto de escala, por lo que los tamaños más grandes suelen requerir menos espacio por unidad de capacidad de fabricación de hielo. En algunas fábricas es posible colocar las máquinas una encima de otra, en cuyo caso la superficie y la altura pueden adaptarse a las necesidades particulares. Los grupos autónomos con un régimen de hasta 10 a 20 toneladas/24 horas pueden instalarse dentro del espacio de almacenamiento, con la máquina de hacer hielo y el equipo de refrigeración encima.

· Energía Hay dos aspectos que han de tenerse en cuenta a este respecto. La energía consumida en la fabricación de una tonelada de hielo es importante, ya que influye en los costos de fabricación del hielo mismo.

Por otra parte, la energía instalada también reviste interés, ya que determinará el equipo de suministro de energía que necesitará la fábrica. La energía necesaria para producir una tonelada de hielo no es una constante: varía según el tipo de maquinaria y el régimen de funcionamiento. Las instalaciones que operan con bajas temperaturas en la máquina de hacer hielo, como las de hielo en escamas, tienen un mayor consumo de energía, al igual que las que operan con altas temperaturas de enfriamiento del condensador y con agua de relleno caliente. Por consiguiente, el funcionamiento de una fábrica será más caro en las zonas tropicales que en los climas templados. El desescarchado se suma también a la carga de la refrigeración, elevando las necesidades de energía. Por eso las fábricas de hielo en tubos y en placas tienen una necesidad mayor respecto de las que producen hielo en escamas, en las que el hielo se extrae sin necesidad de desescarchado.

Esta es la razón principal por la que una máquina de hacer hielo con proceso de desescarchado no puede producir de manera económica hielo con un espesor muy inferior a 10 mm; por debajo de ese espesor, la proporción de energía que absorbe el proceso de desescarchado es excesiva. Los modelos grandes suelen operar con más eficiencia que los pequeños, y una fábrica de hielo utilizada plenamente será más eficiente que otra que funcione de manera intermitente o con una carga de refrigeración reducida. Hay otros factores que determinan también las necesidades de energía, como la elección del refrigerante y el tipo de sistema de refrigeración utilizado. En los climas en que el agua de relleno es excesivamente caliente, su enfriamiento previo en un refrigerador separado puede reducir las necesidades de energía. Así pues, es difícil determinar con precisión las necesidades de energía de una fábrica de hielo, debido a que dependen no sólo del tipo de maquinaria, sino también de las condiciones ambientales y del régimen de funcionamiento. Por consiguiente, habrá que proceder con cautela cuando se manejen cifras de consumo de energía proporcionadas por el fabricante sin una clara indicación de las condiciones de funcionamiento a las que se aplican.

A efectos de una planificación inicial, pueden ser provechosas las cifras que se indican a continuación, que dan el consumo de energía en kWh por tonelada de hielo producida (Ver Tabla 5)

Tabla 5 Consumo de energía por toneladas de hielo

Fuente: http://es.scribd.com/doc/53890756/DETERMINACION-DEL-TAMANO-OPTIMO- DE-UNA-PLANTA Estas cifras se refieren solamente a la máquina de hacer hielo y al correspondiente equipo de refrigeración. Puede haber otras necesidades de energía para los transportadores, los trituradores y un sistema de refrigeración separado para el almacén de hielo. Sin embargo, no es probable que estas otras necesidades sean grandes, y como casi todas ellas son de carácter intermitente, el total será pequeño en comparación con las cifras de la máquina de hacer hielo. No obstante, todo equipo eléctrico deberá tenerse en cuenta a la hora de calcular la demanda máxima de energía, que nominalmente será de 1,5 a 3,8 Kw (2 a 5 hp) por cada tonelada hecha cada día. La fabricación de hielo es normalmente una industria de servicios, por lo que la continuidad del suministro es indispensable. Una adecuada capacidad de almacenamiento permitirá superar las averías breves, los paros por mantenimiento y los cortes del suministro de energía, pero en las zonas en que tal suministro no sea seguro tal vez la fábrica deba tener su propio generador. Otra posibilidad es que el equipo esencial de refrigeración esté accionado por un motor de acoplamiento directo con un pequeño generador auxiliar.

· Agua La cantidad de agua necesaria para un condensador acorazado y tubular que no reutiliza el agua depende del valor de cálculo del aumento de la temperatura del agua de enfriamiento. Este puede variar, según la temperatura del agua de alimentación y otros factores. Normalmente se utiliza como valor de cálculo un aumento de 5°C, que se traduce en una necesidad de agua de 30 a 40 toneladas por tonelada de hielo. Esta cifra es solo indicativa de la cantidad probable de agua que se necesitará para el funcionamiento de un condensador de este tipo. Para obtener cifras más exactas habrá que consultar al fabricante o a un técnico competente. En las máquinas pequeñas se pueden utilizar condensadores enfriados por aire, mientras que las que producen cantidades industriales suelen emplear condensadores enfriados por evaporación, o acorazados y tubulares con una torre de enfriamiento. Un condensador enfriado por evaporación o un sistema de torre de enfriamiento consumirá menos de 0,5 toneladas de agua por tonelada de hielo producida. Esta cifra aumentará ligeramente si se necesita un reboce para asegurar que la concentración de sólidos en el depósito no alcance niveles excesivos.

El agua de desescarchado en las máquinas de hacer hielo en placas debe ser de la misma calidad que el agua de relleno del hielo, puesto que ambas se mezclan en el proceso. La cantidad necesaria es de aproximadamente 2 toneladas por cada tonelada de hielo producida. Esta cantidad se reduce a un valor mínima si para el desescarchado se utiliza un sistema de circuito cerrado con recalentamiento.

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