Implementación de procesos de reutilización en el tratamiento de las aguas residuales

Implementacion de un istema de control y automatizacion para la reutilización de agua grises en los hogares del distrito de huancayo, junin, Perú.

 mauricio flores gutarra Universidad Continental

Electronic Engineering , junin, Perú

72638778@continental.edu.pe 

seyder navarrete ramos 

Universidad Continental

Electronic Engineering, junin, Perú

70417358@continental.edu.pe 

sadi a. puñez crocco 

Universidad Continental

Electric Engineering, junín, Perú

73307395@continental.edu.pe 

Resumen:

el artículo establece una propuesta para la implementación de procesos de reutilización en el tratamiento de las aguas residuales para los hogares de huancayao. Idea planteada debido a que se ha observado un gran desinterés por la preservación y/o cuidado de recursos naturales, como es el caso del agua potable. Este sistema automatizado, se encargará principalmente de reutilizar casi en su totalidad las aguas residuales (o grises), producto del uso cotidiano de las fuentes de abastecimiento de agua potable dentro

de los hogares. Es por ello que, el sistema propuesto recolectar el agua desperdiciada por los sumideros (de las duchas, lavaderos de manos, lavavajillas y lavanderías) mediante un sistema de control y automatización el cual se desarrolla mediante un PLC que será conectado a un tanque inteligente para el almacenamiento del agua para después distribuirlas en tres puntos específicos (riego, limpieza y tanques de inodoros/urinarios).

Finalmente, las diferentes simulaciones dieron como resultado valores de ahorro entre un 20% y 30%, logrando así el propósito del sistema. de esta forma, se puede concluir que la automatización de métodos prácticos de ahorro convencionales, incrementa en gran medida la eficiencia de los resultados, ya que elimina en gran parte el factor “error humano”, razón por la cual se considera viable el uso de este sistema.

1. INTRODUCCION

el perú es uno de los países beneficiados por las fuentes de agua dulce en américa y en el mundo, tanto por sus nevados como por sus rios y lagunas. aunque en amplios sectores del mundo se viene acusando ya la escasez de tan importante recurso, en nuestro país todavía no se hace sostenible y la población aún no nota con Claridad. [1] 22

desde siempre, en Peru, se ha observado un gran desinteres por la preservación y/o cuidado de recursos naturales, que, actualmente, son mucho más importantes debido a las condiciones climáticas causadas por el calentamiento global. en especial, nos referimos al agua potable, el cual segun un reporte de la UN (Naciones Unidas) afirma que para el año 2035, una de cada tres personas sufrirá la escasez de agua o 2.7 billones de personas alrededor del mundo estarán en la misma situación para el mismo tiempo. [2]; aun con esta información, no se percibe mayores esfuerzos por parte del gobierno, ni de sus habitantes, por lograr un uso eficiente de este recurso tan importante.

Las aguas residuales a menudo pueden contener concentraciones significativas de nutrientes orgánicos e inorgánicos, por ejemplo, nitrógeno y fosfato. Existe la posibilidad de que estos nutrientes presentes en el agua reciclada se utilicen como fuente de fertilizante cuando el agua se recicla como fuente de riego. Se ha observado que los microorganismos del suelo tienen una mayor actividad metabólica cuando las aguas residuales se utilizan para Riego.[3]

Debido a este problema, se ha planteado la implementación de un sistema controlado y automatizado capaz de aumentar enormemente la eficiencia del uso de agua. La funcion base de este sistema consiste en almacenar y purificar, en cierta medida, las aguas residuales producto del uso convencional que se le da en los distintos Hogares de nuestro país, tales como lavanderia, duchas, retretes y Lavamanos. 

El funcionamiento del, ya mencionado antes, sistema, se realizará por medio de cuatro partes, la primera llamada área de control, la segunda como los almacenes, la tercera conformada por los purificadores y la cuarta como la red de Tuberías de recepción y distribución, con ello se dará un segundo uso viable a las aguas grises para determinados sectores.

reutilizar el agua de las cisternas representa un ahorro de 50 litros habitante/día, es asi que, para una familia de 4 personas, supondria un ahorro de unos 200 habitante/día, es decir, entre un 24 %, un 27 % del consumo diario de la Vivienda, y un 30 - 45% de ahorro en el consumo de agua potable. En el caso de que dicho sistema se implemente en hoteles o instalaciones deportivas, el ahorro sería en torno a un 30%.[4]

en las siguientes páginas se mostrarán los materiales utilizados, de igual manera los metodos empleados para su producción y, también, los resultados obtenidos con una explicacion detallada de estos, para su posible recreación Futura. 

1. DESCRIPCION DEL SISTEMA

La aplicación de métodos de ahorro de agua debe ser prevista desde el momento del diseño de la edificación. Tomando en cuenta que existen zonas rurales a las que no llega este servicio, o es escaso, es importante implementar un sistema que ayude a reducir su consumo y evitar el desperdicio. Las aguas residuales domesticas, se dividen en: aguas negras, las cuales son procedentes de inodoros, con materia fecal; y aguas grises, las cuales son procedentes de lavados en general como de cocinas, lavamanos, duchas, conteniendo detergentes, restos de alimentos, materia orgánica y otros contaminantes. [5]

El sistema propuesto consiste en la recolección del agua desperdiciada por los sumideros (de las duchas, lavaderos de manos, lavavajillas y lavanderías), para luego almacenarlas en un tanque inteligente que después de un determinado proceso, distribuirá el agua relativamente purificada a tres salientes (riego, limpieza y tanques de inodoros), y existirá una 4ta saliente que servirá para llevar directamente las aguas

grises al desagüe, siempre y cuando el el Tanque que albergue el agua para reuso, este al límite de su capacidad (90%).

1.         Analisis de gasto de agua por Hogares (promedio de 4 integrantes) y Red de tuberías

Los datos obtenidos sobre el gasto promedio de agua en diferentes áreas (por uso), son:

Por un uso en promedio de la ducha entre 10 a 15 minutos, se gasta entre 115 y 120 litros de agua, que, de acuerdo a la cultura de la familia, puede reducirse. Por cada descarga de un inodoro, se gasta entre 4.8 litros (inodoros eficientes) y 7 litros (inodoros convencionales), a esto se le añade que, el promedio de veces que se jala la manija del inodoro es de 7 veces por integrante. El desperdicio causado por la lavandería en promedio es de 50 litros por tanda. Los lavamanos gastan en promedio por uso entre 2 litros (son sensores y/o con buena cultura) y 4 litros (lavado convencional y sin conciencia), además que actualmente se recurre al lavamanos en promedio 7 veces. Los lavavajillas gastan por tanda entre 10 y 18 litros, dependiendo siempre de la buena cultura, la tecnología del grifo o caño, de la cantidad lavada y de la frecuencia que es de 4 a 5 veces.

Luego de haber mencionado los resultados obtenidos, a favor de un tener un valor acertado, sólo se considerarán como verdaderos los datos promediados. A continuacion, se procedió a realizar los siguientes analisis:

Ecuacion simple del desperdicio de agua limpia:

“ L=Dprom+ Iprom+Lprom+LMprom+LVprom (1)“, donde:

(L= Litros desperdiciados por día)

Dprom ( Desperdicio de agua en la Ducha)

Dprom= Cantidad x Frecuencia x N°Usuario(2)

=117.5L x 1vez x 4 integrantes = 470L

Iprom (Desperdicio de agua en el Inodoro)

Iprom= Cantidad x Frecuencia x N°Usuario(3)

=5.9L x 7 veces x 4 integrantes = 165.2L

Lprom= Desperdicio de agua en la Lavandería

Lprom= Cantidad x Frecuencia(4) =50L x 1 vez = 50L

LMprom= Desperdicio de agua en el Lavamanos

LMprom= Cantidad x Frecuencia x N° Usuario(5) =3L x 7 veces x 4 integrantes = 84L

LVprom= Desperdicio de agua en el Lavavajillas

LVprom= Cantidad x Frecuencia(6)

=14L x 5 veces = 70L

L= 470L+ 165.2L+ 50L+ 84L+ 70L = 839.2L….(1)

Como resultado se obtuvo que el agua desperdiciada por día en cada familia es de 839.2L

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