UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILEFACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA
ESCUELA DE CONSTRUCCIN CIVIL
ANTEPROYECTO DE CONSTRUCCIN PARA APLICACIN DE LOMBRICULTURA AL
TRATAMIENTO DE PLANTA LLAU-LLAO DE SALMONERA INVERTEC S.A.
Tesis para optar al Ttulo de: Ingeniero en Construccin. Profesor
Patrocinante: Sr. Carlos Vergara Muoz. Ingeniero Civil Mecnico.
Profesor Co-Patrocinate: Sr. Eduardo Peldoza Andrade. Ingeniero
Civil en Obras Civiles.
YESSICA PAMELA HERNNDEZ BRQUEZ. VALDIVIA-CHILE 2005
DEDICATORIA
Donde nace el Sol Un da encumbramos un sueo Desplegamos las alas
en busca del vuelo ms alto Es entonces cuando tu voz se hace brisa
y me ayuda a elevarme As llegamos juntas hasta este cielo.
A mi madre.
AGRADECIMIENTOSEn el transcurso de la realizacin de mis estudios
una serie de personas me brindaron su apoyo y facilitaron el logro
de las metas trazadas. A todos ellos quiero darles mis
agradecimientos.
En primer lugar doy las gracias a mis padres, que de forma
incondicional me dieron la fortaleza para salir adelante en los
momentos difciles permitindome llegar al final del camino.
A mi profesor gua, que me orient en el desarrollo de la tesis de
titulacin, por su apoyo y disposicin a escucharme.
Gracias al profesor Sr. Eduardo Peldoza por su disponibilidad
durante la realizacin de esta tesis.
A la familia Ruiz Galindo por su amistad, generosidad,
preocupacin y apoyo de que este trabajo llegara a buen trmino.
A mis amigos cercanos, que de alguna u otra manera contribuyeron
en el desarrollo de mi vida como estudiante.
A las distintas empresas, que me facilitaron informacin para el
desarrollo del presente tema de tesis de titulacin.
Por ltimo, a todas aquellas personas que con su apoyo hicieron
ms placentera mi vida el tiempo que duraron mis estudios.
RESUMENLa presente Tesis se refiere a un anteproyecto que
contempla una solucin para la empresa procesadora de Salmones
Invertec S.A. de Llau- Llao en lo referido al tratamiento y
disposicin de sus Residuos Industriales Lquidos.
La construccin del sistema de tratamiento de residuos
industriales lquidos logra cumplir la normativa de descarga de
aguas residuales a aguas superficiales sin poder de dilucin.
El anteproyecto describe la reutilizacin de las unidades
existentes, tales como el sistema de separacin de slidos. Analiza
las actuales condiciones de trabajo de la instalacin, parmetros de
contaminacin presentes en los riles y los esperados una vez
aplicado el Lombrifiltro. Adems incluye consideraciones tcnicas
para disear las instalaciones nuevas y las estructuras necesarias a
construir de acuerdo a la cantidad de agua que se debe tratar.
El sistema en cuestin obedece a la necesidad de la empresa de
tratar sus residuos lquidos industriales, utilizando un sistema de
tratamiento que es efectivo y con costos bajos de inversin y de
operacin.
SUMMARY
The present thesis says to a preliminary design that it
contemplates a solution for the company that process salmons
INVERTEC S.A. of Llau-Llao in recounted to the treatment and
disposition of industrial liquid residues.
The construction of the system of industrial liquid residues
treatment manages to satisfy the regulation of discharge of
residual waters for superficial waters without power of
dilution.
The preliminary design describes the reutilization of the
existing units, such as the separations system of solid residues;
it analyzes the actual conditions of the installations work present
parameters of pollution in the liquid industrial residues and
waited once applied the Lombrifiltro, furthermore it presents the
technical considerations to design the new facilities and the
necessary structures to constructing in agreement to the water
quantity that must treat.
The system in question obeys the need of the company to treat
their industrial liquid residues, using a system of treatment that
is effective and with low costs of investment and operation.
INDICE GENERAL
Pgina. 1 CAPTULO I. 1. INTRODUCCIN. 1 1.1. PLANTEAMIENTO DEL
PROBLEMA. 1 1.1.1. SITUACIN ACTUAL. 2 1.1.2. SOLUCIN CON
LOMBRICULTURA. 3 1.2. OBJETIVOS. 4 1.2.1. OBJETIVO GENERAL. 4
1.2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS. 4 1.3. METODOLOGA. 5 1.4. ESTRUCTURA
DEL TRABAJO. 6 8 CAPTULO II. 2. RESIDUOS INDUSTRIALES LQUIDOS DE
PLANTA LLAULLAO. 8 2.1. DESCRIPCIN GENERAL PLANTA DE PROCESAMIENTO
DE SALMONES INVERTEC SEAFOOD S.A. 8 2.1.1. INTRODUCCIN. 8 2.1.2.
PRODUCCIN. 8 2.2. RESIDUOS INDUSTRIALES LQUIDOS. 9 2.3. FORMAS DE
DESCARGAS DE RIL. 13 2.4. CARACTERSTICAS DEL EFLUENTE. 15 2.4.1.
DESCARGAS. 15 2.4.2. CAUDALES. 16 2.4.3. PARMETROS FSICO-QUMICOS.
16 2.5. MARCO LEGAL APLICABLE. 17 2.5.1. D.S. 90 17 2.5.2. NORMAS
ESPECIALES QUE ATAEN A LA CONTAMINACIN POR RILES. 20 2.5.2.1. D.S.
351/92 20 2.5.2.2 DECRETO 867/78 21 2.5.2.3. LEY 19.821 21 2.5.2.4.
LEY 18.902 22 2.5.2.5. LEY 19.300 BASES DEL MEDIO AMBIENTE. 22
2.5.2. NORMAS DE ACUERDOS DE PRODUCCIN LIMPIA (APL). 22 2.6.
SITUACIN ACTUAL DE LA DISPOSICIN DE RILES. 23 2.6.1. INTRODUCCIN.
23 2.6.2. DESCRIPCIN DEL TRATAMIENTO PROPUESTO. 27 2.6.3. CAPACIDAD
DE TRATAMIENTO. 29 2.6.4. OBRAS CIVILES. 29 2.6.5. COSTOS
OPERACIONALES. 30
2.6.6. GARANTA DE EFICIENCIA REDUCCIN PARMETROS CONTAMINANTES.
2.6.7. OFERTA ECONMICA. 2.7. DIAGNSTICO Y CONCLUSIN. CAPTULO III.
3. LOMBRICULTURA. 3.1. SISTEMA TOHA. 3.1.1. DESCRIPCION GENERAL.
3.1.2. EL SISTEMA CONSTA DE DOS ETAPAS. 3.2. LOMBRICULTURA. 3.2.1.
CARACTERSTICAS FSICAS. 3.2.2. DEPREDADORES DE LA LOMBRIZ. 3.2.3.
ALIMENTACIN. 3.2.4. BENEFICIOS DEL HUMUS. 3.3. BIOFILTRO DEL
SISTEMA TOH. 3.3.1. BIOFILTRO DINMICO Y AERBICO O SISTEMA TOH.
3.3.2. DESCRIPCIN UNIDAD DE TRATAMIENTO BIOLGICO. 3.3.3.
EFICIENCIAS ESPERADAS Y CARACTERIZACIN DEL EFLUENTE TRATADO 3.3.4.
CMARA DE RADIACIN U.V. 3.4. FUNDAMENTOS DE LOS SISTEMAS. 3.4.1.
DESCRIPCION DEL PROCESO. 3.4.2. MICROBIOLOGA DEL PROCESO DEL
BIOFILTRO DINMICO AERBICO. 3.4.3. CARACTERSTICAS DE LA RADIACIN
ULTRA VIOLETA. 3.5. MANTENCION DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO. 3.5.1.
BIOFILTRO DINMICO Y AERBICO. 3.5.2. CMARA DE RADIACIN U.V. 3.6.
VENTAJAS DEL BIOFILTRO. 3.7. COMPARACIN BIOFILTRO VS OTRAS
TECNOLOGAS. 3.8. PROYECTOS REALIZADOS. 3.9. FOTOGRAFIAS DE
PROYECTOS REALIZADOS. CAPTULO IV 4. ANTECEDENTES PARA EL
ANTEPROYECTO DE OBRAS DE TRATAMIENTO DE RILES POR LOMBRICULTURA.
4.1. APLICABILIDAD DE LOMBRICULTURA A RILES. 4.2. ANTECEDENTES PARA
LA EFICIENCIA DEL BIOFILTRO. 4.3. EFICIENCIA BIOFILTRO. 4.3. REA
EFECTIVA BIOFILTRO. 4.4. CAPACIDAD DE TRATAMIENTO. 4.5. RED DE
DISTRIBUCIN. 4.6. RED DE EVACUACIN.
30 30 30 32 32 32 32 34 38 38 39 40 43 44 46 48 49 50 50 50 51
52 53 53 54 54 56 57 60 64 64 64 66 70 71 72 73 79
4.7. ANLISIS ESTRUCTURAL. CAPTULO V. 5. ANTEPROYECTO DE OBRAS DE
CONSTRUCCIN PARA TRATAMIENTO DE LOMBRICULTURA. 5.1. DESCRIPCIN
GENERAL DEL ANTEPROYECTO. 5.2. DESCRIPCIN DE LAS UNIDADES DEL
SISTEMA DE TRATAMIENTO NUEVO DEL RIL. 5.2.1. UNIDAD DE TRATAMIENTO
BIOLGICO. 5.2.2. ESTANQUE DE IMPULSIN Y DECANTADOR. 5.3. ETAPAS DEL
PROYECTO. 5.3.1. CONSTRUCCIN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO. 5.3.2.
OPERACIN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO. 5.4. OTROS ANTECEDENTES.
5.4.1. VIDA TIL DEL PROYECTO. 5.4.2. CRONOGRAMA. 5.4.3. MANO DE
OBRA REQUERIDA. 5.4.4. ACOPIO DE RIDOS. 5.4.5. RUTA DE ACCESO.
5.4.6. HUMUS DE LOMBRIZ PRODUCIDO EN EL BIOFILTRO. 5.4.7. MONTO
APROXIMADO DE LA INVERSIN. 5.5. ESPECIFICACIONES TCNICAS DEL
PROYECTO. 5.5.1. OBRAS PREVIAS. 5.5.2. BIOFILTRO 2500 m2. 5.5.3.
RELLENO MDULOS DE BIOFILTRO. 5.5.4. RED DE RIEGO. 5.5.5. EVACUACIN
AGUA TRATADA. 5.5.6. ESTANQUE DE IMPULSIN Y DECANTADOR. 5.5.7.
INSTALACIONES. 5.5.8. OBRAS ANEXAS. 5.6. GENERALIDADES. 5.6.1.
NORMAS Y REGLAMENTOS. 5.6.2. EJECUCIN DE LAS INSTALACIONES. 5.6.3.
CONSTRUCCIN DE LAS OBRAS. 5.6.4. OBRAS DE HORMIGN. 5.6.5. MUROS.
5.6.6. MOVIMIENTOS DE TIERRA. 5.6.6.1. EXCAVACIONES. 5.6.6.2.
RELLENOS. 5.6.7. OBRAS DE COLOCACIN DE TUBERAS. 5.6.7.1. CAERA DE
IMPULSIN Y RED DE RIEGO. 5.6.7.2. SISTEMA DE EVACUACIN. 5.6.8.
PLANOS. 5.7. PRESUPUESTO DEL PROYECTO. 5.8. ACCIONES PARA VERIFICAR
LA MANTENCIN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO. CAPTULO VI.
81 83 83 83 83 83 85 86 86 86 86 86 87 87 87 87 88 88 89 90 91
94 96 97 99 101 103 104 104 104 105 105 107 107 107 108 108 108 109
109 109 112 113
6. CONCLUSIN. BIBLIOGRAFA. ANEXO.
113 116 118
INDICE DE TABLAS
Tabla 2.1: Caudales descargados por INVERTEC. Tabla 2.2: Informe
de ensayo SAG-13881 (ANEXO 2). Tabla 2.3: Lmites mximos permitidos
para la descarga de residuos lquidos a cuerpos de agua fluviales
contaminantes. Tabla 2.4: Eficacia reduccin parmetros
contaminantes. Tabla 3.1: Tiempo del proceso de descomposicin.
Tabla 3.2: Alimento vegetal de la Lombriz. Tabla 3.3: Parmetros del
alimento de la Lombriz a considerar. Tabla 3.4: Alturas
recomendables para la capa de aserrn. Tabla 3.5: Proceso de
descomposicin de la materia orgnica en las camas de preparacin del
alimento. Tabla 3.6: ndices de eficiencia. Tabla 3.7: Ejemplos de
ndices de eficiencia. Tabla 3.8: Comparacin Biofiltro v/s Otras
Tecnologas en el Tratamiento de Aguas Servidas. Tabla 3.9:
Proyectos Realizados Como Fundacin para la Transferencia
Tecnolgica. Tabla 3.10: Proyectos Realizados A.V.F. Ingeniera
Ambiental S.A. Bajo Accesoria De La Fundacin Para la Transferencia
Tecnolgica. Tabla 3.11: Proyectos en Ejecucin A.V.F. Ingeniera
Ambiental S.A. Bajo Accesoria De La Fundacin Para la Transferencia
Tecnolgica. Tabla 3.12: Proyectos realizados en Paraguay. Tabla
3.13: Proyectos realizados en Mxico. Tabla 4.1: Parmetros de Diseo
Riles. Tabla 4.2: Caracterizacin de Ril Fjord Seafood. Tabla 4.3:
Eficiencias Esperadas de la unidad Filtro rotatorio. Tabla 4.4:
Balance de Masa. Tabla 4.5: Eficiencias Esperadas de la Unidad de
Tratamiento Biolgico. Tabla 4.6: Balance de Masa de la Unidad
Tratamiento Biolgico. Tabla 4.7: Condiciones de salida. Tabla 4.8:
Caudales descargados por INVERTEC. Tabla 4.9: Informe de ensayo
SAG-13881 parmetros fsico-qumico (ANEXO 2). Tabla 4.10: Eficiencias
Esperadas de la Unidad de Tratamiento Biolgico. Tabla 4.11: Balance
de Masa de la Unidad Tratamiento Biolgico. Tabla 4.12: Perdida de
carga mxima en la lnea 1. Tabla 4.13: Perdida de carga mxima en la
lnea 2. Tabla 4.14: Verificacin de la capacidad de la red de
evacuacin para condiciones de boca llena. Tabla 4.15: Verificacin
de la red de evacuacin. Tabla 5.1: Dimensionamiento de cada mdulo
de Biofiltro. Tabla 5.2: Dimensiones Estanques.
Pgina. 16 16 18 30 40 41 41 41 42 49 49 56 57 58 59 59 59 68 68
69 69 69 69 70 70 70 71 71 75 77 80 81 85 85
Tabla 5.3: Cronograma de Actividades. Tabla 5.4: Presupuesto
estimativo del proyecto. Tabla 5.4: Medidas de Mantencin. Tabla 7:
Tabla de Anexos.
87 111 112 118
INDICE DE FOTOSPgina. 25 25 26 32 39 40 43 60 60 61 61 62 62
63
Foto n 2.1: Filtro primario. Foto n 2.2: Filtro primario
industria Invertec S.A. Foto n 2.3: Descarga de Residuos
Industriales Slidos en industria Invertec S.A. Foto n 3.1: Profesor
Jos Toh Castell. Foto n 3.2: Eisenia foetida y Cpsula de la
Lombriz. Foto n 3.3: Lombrifiltro protegido por mallas de Fjord Sea
Food S.A. Foto n 3.4: Lombrifiltro provisto de aireadores y
aspersores. Foto n 3.5: Biofiltro de Cooperativa Agropecuaria de
Chilo (Chilolac). Foto n 3.6: Biofiltro de Planta Cexas, EMOS
(Melipilla) Caudal = 90 m3/da. Foto n 3.7: Biofiltro de Cecinas
Llanquihue. Foto n 3.8: Biofiltro de Fjord Sea Food. Foto n 3.9:
Tubo de Ventilacin Biofiltro Fjord Sea Foood S.A. Foto n 3.10:
Cmara de Inspeccin Biofiltro Fjord Sea Foood S.A. Foto n 3.11:
Aspersor de Biofiltro Fjord Sea Foood S.A.
INDICE DE FIGURASPgina. 26 34 35 37 46 89
Figura n 2.1: Corte esquemtico del filtro primario. Esquema n
3.1: Etapas del Sistema Toh. Esquema n 3.2: Eficiencia de la
irradiacin UV. Esquema n 3.3: Eficiencia del sistema en tratamiento
de aguas servidas. Esquema n 3.4: Corte Esquemtico del Biofiltro
Aerbico Dinmico. Figura n 5.1: Diagrama de Flujos del Sistema de
Tratamiento de Riles.
INDICE DE ECUACIONESPgina. Ecuacin 1: Frmula de Hazen Williams
para calcular perdida de carga en tuberas. Ecuacin 2: Frmula para
la determinacin de la altura manomtrica total del sistema. Ecuacin
3: Determinacin de la potencia absorbida por la motobomba. 74 77
78
1
CAPTULO I 1. INTRODUCCIN.1. 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.Ha
surgido la problemtica de la contaminacin de los recursos hdricos
existentes en el planeta por efecto del aumento de la poblacin y el
creciente desarrollo en el rea industrial, siendo las principales
fuentes de contaminacin las aguas residuales tanto urbanas como
industriales. Por esta razn y como solucin se toman medidas de
gestin ambiental para mejorar la calidad de las aguas, entre estas
medidas de gestin podemos mencionar la utilizacin de tecnologas que
combinan aspectos qumicos, fsicos y biolgicos, en la implementacin
de plantas de tratamiento, como las lagunas de estabilizacin,
Biofiltros, entre otros.
El resultado de la descarga de residuos lquidos a cursos de
aguas incide en la salud de las personas que tienen contacto con
las aguas contaminadas o con los alimentos contaminados por las
mismas.
La industria salmonera Invertec S.A. ubicada en la localidad de
Llau-Llao perteneciente a la comuna de Castro es una fuente de
contaminacin de Residuos Industriales Lquidos (RIL) generados por
los procesos productivos que deben ser tratados a la brevedad, por
su emanacin de olores y contaminacin al estero que se forma y
circula por toda la zona hasta desembocar en el mar.
El Sistema Toh es un sistema de tratamiento de aguas servidas
domsticas e industriales, desarrollado por el Dr. Jos Toh Castell y
su grupo de investigacin, con el propsito de buscar una alternativa
ecolgica de descontaminacin de aguas residuales. Los resultados
obtenidos con este mtodo mostraron la alta eficiencia del nuevo
sistema en la
2
remocin de materia orgnica y microorganismos patgenos (Fundacin
para la Transferencia Tecnolgica, 2005).
Este trabajo tiene como propsito aplicar el Sistema Toh o la
Lombricultura como Biofiltro para tratar los residuos industriales
lquidos de la industria Invertec, donde para ello se especifican
los procesos constructivos, dimensiones y componentes del sistema
necesarios para poner en funcionamiento esta planta de tratamiento
y con ello evitar la descarga de contaminantes, adems de acogerse a
la legislacin vigente que atae esta problemtica.
Una causa importante para tratar los riles en la industria es
porque implica una ventaja competitiva con las dems industrias con
respecto a proyectarse hacia otros mercados nacionales y
extranjeros.
1.1.1. SITUACIN ACTUAL.La industria salmonera Invertec S.A. de
Llau-Llao procesa diferentes productos derivados del salmn, y a
consecuencia de esto se generan Riles de naturaleza orgnica
degradable y que contienen restos de insumos del producto que se
pierden en el proceso. Los residuos industriales slidos (rises) que
consisten en restos de salmn son reutilizados en otras industrias
para elaborar alimento para peces o harina de pescado. En
definitiva lo que preocupa es la deposicin final de los residuos
industriales lquidos que en la actualidad descargan en un estero y
para ello est en proyecto la construccin de la planta de
tratamiento de Riles que se espera tener en funcionamiento dentro
del prximo ao.
El Ril que se genera durante el funcionamiento de la planta
procesadora de salmones es de 25 m3
/ h de caudal, tiene un alto contenido de DBO5, Aceites y Grasas
y Slidos
Suspendidos, dentro de este contexto, se han estudiado diversas
alternativas tecnolgicas en el sistema de tratamiento, ante lo cual
se plante disear un sistema tratamiento biolgico, que resulta ser
la alternativa ms eficiente en la remocin de los parmetros ya
mencionados.
3
Otras industrias salmoneras de la zona poseen plantas de
tratamientos con sistema fsico-qumico que conlleva al gran problema
de generar lodos, estos residuos deben ser depositados en
vertederos particulares autorizados por el Servicio de Salud. Estos
vertederos deben ser diseados para recibir lodos provenientes de
plantas de tratamientos, contando con zanjas con sello aislante de
carbonato de cal para impermeabilizar el suelo en el cual los
residuos se van rellenando con capas de arcilla, estos vertederos
tienen una cierta vida til hasta ser abandonados quedando como
tierras no disponibles para ser agrcolas productivas.
Por cierto la disposicin de lodos genera inconvenientes debido
al manejo especial que requiere por ser un producto de carcter de
residuo peligroso. Otro infortunio de plantas de tratamientos y
vertederos es la ubicacin de stos que lleva a reclamos de
propietarios de terrenos vecinos molestos por los olores que se
generan, contaminacin de las napas y la devaluacin de sus tierras.
Por ltimo los lodos generan gastos por efecto de transporte y
disposicin final en vertederos.
Por lo expuesto acerca del tema lodos, es conveniente tomar la
alternativa de un Lombrifiltro como un tratamiento de Riles, tambin
por motivos que radican en la eficiencia, costo de operacin y de
inversin ms bajos, con descargas sin producir efecto alguno al
suelo, atmsfera y agua.
1.1.2. SOLUCIN CON LOMBRICULTURA.El proyecto consiste en la
aplicacin de la Lombricultura en Biofiltros para descontaminar
residuos lquidos, tal propsito se efecta con un estudio del
comportamiento de plantas de tratamientos que utilizan con xito el
mismo sistema. Consecutivamente se disea el sistema para la
industria salmonera acorde a sus necesidades, para posterior
construccin, implementacin y operacin de la planta de tratamiento,
lo cual permitir reducir los parmetros contaminantes de los
Residuos Industriales Lquidos que se descargan en un ro, es decir
en aguas superficiales continentales donde segn estudios no
tiene
4
capacidad de dilucin por lo que la planta de tratamiento deber
cumplir con la tabla N 1 del Decreto Supremo N90 de la normativa
nacional ambiental vigente.
Entre las fortalezas que tiene el Biofiltro aplicando
Lombricultura (Lombrifiltro) se pueden citar las siguientes:
Remocin de los parmetros contaminantes. No produce lodos
inestables. Bajos costos de inversin y operacin. Fcil mantencin y
operacin. Sistema modular y ampliable, segn requerimientos y
necesidad de la empresa. Genera Humus como subproducto que se puede
usar como abono natural para suelos. No genera olores molestos. No
genera contaminacin acstica. El sistema no se impermeabiliza.
Cumple con las normas de descarga para la que sea diseado. 1.2.
OBJETIVOS.1.2.1. Objetivo General. El objetivo fundamental es
proyectar las obras de construccin del sistema de Lombricultura
para el tratamiento de los Residuos Industriales Lquidos de la
industria salmonera Invertec S.A. de Llau-Llao, determinando los
procedimientos tcnicos a seguir para las instalaciones a nivel de
ante-proyecto. 1.2.2. Objetivos Especficos. Los objetivos
especficos del presente trabajo son:
Indicar problemticas vigentes de los riles para posterior
solucin en la industria.
5
Dar a conocer un sistema rentable para tratamientos de riles sin
generar lodos. Analizar las ventajas ambientales de la utilizacin
de Lombricultura como alternativa ecolgica en el tratamiento de
riles.
1.3. METODOLOGA.En primera instancia se verific el
funcionamiento de la Planta Llau-Llao de Invertec S.A. como
procesadora de salmones, en el rea de produccin, para tener una
nocin del tipo y cantidad de caudal que descarga dicha industria
con el fin de caracterizar el residuo industrial lquido,
permitiendo as constatar que slo es agua-sangre lo que se descarga
al curso de agua cercana a la empresa y no slidos; stos son
tratados en otras industrias donde elaboran harina de pescado.
La empresa entreg informes de produccin en toneladas brutas y
elaboradas para realizar un anlisis de perdidas de materia prima
que pasan a ser residuos.
Luego se inspeccion visualmente el efluente y la empresa facilit
los estudios que haban realizado de l que arrojan los porcentajes
de parmetros contaminantes, como DBO5, grasa y aceites, slidos
suspendidos que estn contenidos en sus residuos lquidos, que se
deben disminuir por norma.
En vista de esto es imprescindible requerir de una planta de
tratamiento de Riles, y una de las alternativas es utilizar el
Lombrifiltro, eficiente y econmico.
Se investig Lombrifiltros en industrias de similares
caracterstica con respecto a los riles y se estudi la capacidad de
disolucin que tienen sus Biofiltros para tratar los parmetros DBO5,
grasas y aceites, slidos suspendidos para comparar y determinar la
superficie de Biofiltro a construir.
6
Para llevar un estudio ms acabado de la construccin y
funcionamiento de Biofiltros, se realiz visitas a stos, solicitando
informacin a los que realizaron el proyecto, los que construyeron
el Biofiltro y los responsables por su mantenimiento que es la
empresa misma (Biofiltro de pesquera Fjord Seafood y Chilolac).
Estos antecedentes recopilados sirvieron para estimar costos
involucrados en la construccin y funcionamiento de la planta de
tratamiento proyectada.
En la parte terica fue necesario investigar los estudios
realizados por la Fundacin para la Transferencia Tecnolgica de la
Universidad de Chile, quien cuenta con la patente del sistema.
Estos datos fueron recogidos a travs de pginas publicadas en
Internet por la misma empresa que realiza los proyectos de
Biofiltros, A.V.F. Ingeniera Ambiental S.A.
En base a estos Biofiltros ya en funcionamiento se disea y
modifica, para abaratar costos, el sistema de tratamientos de riles
para la industria Invertec S.A.
Finalmente, una vez obtenidos los antecedentes necesarios, se
llevo a cabo el diseo, descripcin de los procesos constructivos y
materiales que conlleva el Biofiltro para la empresa salmonera.
1.4. ESTRUCTURA DEL TRABAJO.El presente trabajo tiene la
siguiente estructura: El captulo 1 realiza el planteamiento del
problema, objetivos, metodologa y resea del contenido, dando a
conocer la problemtica que acarrean los residuos industriales
lquidos generados por una industria salmonera para el medio
ambiente y su eventual solucin aplicando un Lombrifiltro. El
captulo 2 describe el funcionamiento actual de la industria
salmonera Invertec. Se relatan los procesos que efecta en su lnea
de produccin, donde se descarga gran parte de la materia prima
inicial que pasa a constituir lo que es el Ril, se presenta la
concentracin
7
de los parmetros contaminantes del efluente y describe un
sistema de tratamiento tradicional que fue planteado a la empresa,
utilizado por todas las industrias del sector salmonero. El captulo
3 trata la Lombricultura como una solucin a los Riles, aplicando el
Sistema Toh como Biofiltro para purificar las aguas que descarga la
empresa en calidad de Riles. Se menciona el funcionamiento y
procesos que involucra llevar a cabo un mdulo de Biofiltro, adems
de la descripcin a grandes rasgos de las caractersticas principales
de la lombriz roja californiana, Eisenia foetida, que en fin har el
trabajo de consumir la materia orgnica de los Riles. Los estudios
de cmo adecuar el sistema en la industria, con referencias de otras
que tienen un Biofiltro en funcionamiento, se realiza en esta
parte, captulo 4, donde se determina la capacidad de disolucin de 1
m3 en una superficie de Biofiltro determinada, para posteriormente
llegar a la superficie total que requiere el proyecto en estudio,
adems de analizar el funcionamiento de las instalaciones
proyectadas. El captulo 5 desarrolla el proyecto adecuado para el
sistema de tratamiento de lombricultura para riles de Invertec,
detallando los procesos involucrados, las instalaciones y equipos,
materiales, costos de la construccin en general y medidas para la
mantencin. Por ltimo, se presentan las conclusiones basadas en los
resultados obtenidos de los procesos involucrados y de la inversin
que abarca el Biofiltro.
8
CAPTULO II 2. RESIDUOS INDUSTRIALES LQUIDOS DE PLANTA LLAU-LLAO.
2.1. DESCRIPCIN GENERAL PLANTA DE PROCESAMIENTO DESALMONES INVERTEC
SEAFOOD S.A. 2.1.1. INTRODUCCIN.La planta de procesamiento de
salmones Invertec-Seafood S.A. est ubicada en la localidad de
Llau-Llao perteneciente a la comunidad de Castro. Es una de las
tantas industrias salmoneras que se concentran en la Isla de Chilo.
Desde el ao 1991 se dedica al procesamiento de salmn generando gran
cantidad de trabajo para diversas personas del lugar. La materia
prima es decir, el salmn, es adquirido en centros de cultivos de la
misma empresa Invertec Pesquera Mar de Chilo.
2.1.2. PRODUCCIN.Sus mercados comprenden pases tales como Japn,
Alemania, Estados Unidos, Francia y Sudamrica, Chile y Brasil,
donde sus ventas alcanzan miles de dlares (4.300 MUS$ en el 2004).
Donde la produccin por ao en toneladas brutas procesadas es de: Ao
2000 11.225 Ton Ao 2001 17.383 Ton Ao 2002 14. 885 Ton Ao 2003
18.259 Ton Ao 2004 18.896 Ton
_____________________ Invertec gua 2003.
9
La produccin mensual en toneladas de producto terminado es de
aproximadamente 400 toneladas para este ao, se espera llegar a 800
toneladas por mes en el periodo de mayor elaboracin.
Los productos conforman una serie de subclasificaciones de
presentacin para su venta derivadas del Salmn Atlntico o Salar y
Salmn Pacfico o Coho como ser: Filetes, Porciones, Blocks de pulpa
y Bits & pieces, HG, Hon, entre otros.
Esto nos indica que en una planta procesadora de salmones
existen diversas salas para procesar las diferentes formas en que
el salmn ser comercializado y por ende diversas formas en donde se
generan residuos industriales lquidos que es el tema de inters. Por
ejemplo el Coho se procesa completamente como HG dando a lugar
residuos tales como cabeza y vsceras; en el caso del Salar se
comercializa en porciones, por lo tanto sus residuos son mayores,
estos son: cabezas, viseras, esqueln, hueso collar, aletas y piel.
Como datos referenciales con respecto al rendimiento de la
produccin se pueden dar alusin que por cada 10000 piezas de Coho se
puede procesar con 50 personas trabajando, a su vez para 10000
piezas de Salar se necesitan 360 personas. En temporada alta
trabajan en esta planta alrededor de 600 personas en su conjunto y
en baja solo 60.
2.2. RESIDUOS INDUSTRIALES LQUIDOS.Para entrar de lleno al tema
de los residuos industriales lquidos (RIL) de la planta salmonera
INVERTEC de Llau Llao, es debido abordarlo en forma general para
dar una nocin de la problemtica que acarrean los residuos
industriales lquidos orgnicos para este caso en particular.
Los residuos industriales lquidos son aguas de desechos
generadas en establecimientos industriales como resultado de un
proceso, actividad o servicio. Las descargas de residuos
industriales lquidos se caracterizan por contener elevadas
concentraciones de elementos
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contaminantes. Los efectos que podran provocar los Riles pueden
variar segn el punto en donde estos sean descargados (Aguamarket,
2005).
Las descargas de riles a los cuerpos de aguas superficiales
pueden provocar graves efectos en el medio ambiente y en la flora y
fauna acutica de los ros, lagos y cauces naturales. Adems de causar
trastornos en la agricultura como consecuencia del riego con aguas
contaminadas. Estos efectos podran afectar al ser humano a partir
del consumo de productos regados con elementos nocivos.
Conocer las caractersticas de la descarga de un establecimiento
productivo implica la determinacin de caudales, concentraciones y
cargas contaminantes de los riles, y la periodicidad de cada uno de
estos parmetros. Estas mediciones se deben realizar en cada una de
las operaciones unitarias de un proceso industrial que genera
Riles.
La industria, conociendo las caractersticas de descarga, puede
realizar una adecuada prevencin de la contaminacin la cual
considera:
Bsqueda de formas de reduccin de residuos, proponiendo mejoras
internas al proceso, basadas en polticas de produccin limpia.
Minimizacin del uso del agua, y por lo tanto, disminucin del
flujo de Riles a tratar, con re-uso o reciclo.
Minimizacin de compuestos contaminantes, ya sea por cambio de
materia prima, de procesos, etc.
Uso de tecnologas limpias. Segregacin de efluentes (los
contaminados de los no contaminados).
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Un establecimiento industrial puede enfrentar la problemtica de
los riles habiendo clasificado su tipo de vertido. Con este
criterio, Aguamarket (2005) , agrupa las soluciones en:
Grupo 1: Vertidos con exceso de carga orgnica en parmetros:
Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5), Slidos Suspendidos (SS), Fsforo
(P) y Nitrgeno Amoniacal (NH4).
Los vertidos se pueden tratar directamente en la planta de la
sanitaria. Puede ser tratado por medio de una planta de tratamiento
in situ. Se puede implementar una solucin mixta entre las dos
anteriores.
Soluciones en la lnea de agua: Tratamiento primario.
-Mecnicos: Rejas. -Fsico: Decantacin, flotacin.
Tratamiento secundario.
-Biolgico: Aerobios: En filtracin percolacin, lechos
bacterianos, lodos activos, Biofiltros, bioreactores a membranas.
-Biolgicos: Anaerobios: Contacto, UASB, filtro anaerbico, lecho
fluidisado.
Grupo 2: Vertidos con exceso de carga orgnica con otros
parmetros excedidos.
Necesitan pretratamiento para verter a sanitaria. Pueden optar
por tratamiento completo in situ.
____________________ Aguamarket: empresa de productos y
servicios para la industria del agua.
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Soluciones en la lnea de tratamiento de agua:
-Mecnicos: Rejas. -Fsicos: Decantacin, flotacin. -Fsico-qumico:
Floculacin, decantacin.
Grupo 3: Vertidos no orgnicos.
Necesecitan planta propia. No pueden ser tratados por
sanitaria.
El medio ambiente demanda que las aguas resultantes de procesos
industriales sean devueltas al ambiente sin agentes contaminantes.
En las actividades agroindustriales e industrias salmoneras los
principales contaminantes son las sustancias orgnicas. Se trata,
generalmente, de residuos de limpieza originados por el lavado de
los distintos equipos e infraestructura. El tratamiento de estos
Riles se ha enfrentado, tradicionalmente, a travs de sistemas que
inyectan aire, ya que en las burbujas que son inducidas proliferan
bacterias que consumen la materia orgnica. Sin embargo, se generan
lodos inestables que deben ser tratados para su posterior uso o
eliminacin como slidos (Diario El Mercurio, 17 de Febrero de
2003).
En la actualidad, la mayora de las industrias utilizan de una u
otra manera el agua, de forma que al terminar el proceso industrial
el lquido usado ha sido degradado por adicin de sustancias o de
caractersticas fsicas contaminantes y se convierte as en un
desecho.
Los factores que determinan el grado de contaminacin presentes
en riles orgnicos son los parmetros como el DBO y la variacin de pH
(relacionado con los insumos de limpieza ____________________ Segn
la Norma Chilena, NCh409/1.Of84, referente al agua potable da por
entendido que pH es logaritmonegativo a la base 10 de la
concentracin de iones-hidrgeno en solucin, expresada en moles por
litro. Indica la propiedad cida, neutra o bsica de la solucin
(solucin acida: pH7).
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como el cloro), entre otros. Es necesario regular estos
parmetros que demandan la atencin.
En la naturaleza las fuentes de agua reciben oxgeno desde la
atmsfera, lo que permite el desarrollo y mantencin de las distintas
formas de vida. Sin embargo, la descarga de sustancias orgnicas
promueve el desarrollo de organismos hetertrofos (comen de todo)
que se alimentan de esta ltima a expensas del oxgeno disuelto.
Cuando la tasa de respiracin es muy alta, el consumo de oxgeno
puede exceder su tasa de solubilizacin en el agua, con la
consecuente generacin de condiciones anxicas (ausencia de oxgeno).
En este escenario slo logran proliferar microorganismos anaerbicos,
que adems inducen condiciones malolientes (aminas, amonio, cido
sulfdrico, sulfuros, entre otros).
De este modo, la normativa vigente regula la descarga mxima de
sustancias orgnicas en funcin de la tasa de respiracin que ella
induce. La demanda bioqumica de oxigeno (DBO) mide la tasa de
respiracin de oxgeno que induce un lquido vertido sobre el agua. La
DBO5 se expresa como la concentracin de oxgeno que se ha consumido
en 5 das. La DBO5 del agua potable vara entre 0 y 5 mg 02/L; la del
agua servida es alrededor de 300 y la de los riles de la industria
de lcteos entre 2 y 3 mil. (Diario El Mercurio, 17 de Febrero de
2003).
2.3. FORMAS DE DESCARGAS DE RIL.La evacuacin o disposicin final
de los residuos industriales lquidos se puede realizar mediante
vertido en terreno (irrigacin o infiltracin) o por dilucin en
cursos de aguas como lagos, ros, lagunas, estuarios o en el mar,
este ltimo es el mtodo ms utilizado, pero esto conlleva a la
contaminacin de las aguas receptoras.
Existen determinadas normas que regulan las descargas segn las
caractersticas de la fuente receptora como ser:
1.-Descarga de riles al alcantarillado: Para este caso se debe
disear sistemas o dispositivos para tratar los riles que cumplan
con Decreto Supremo MOP n 609/98.
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2.-Descarga de riles a cursos y masas de aguas superficiales: Es
decir ros, lagos, mar; que cumpla con la norma Decreto Supremo
SEGPRES N90.
3.-Descarga de riles a cursos y/o masas de agua subterrnea:
Alude a la Norma tcnica provisoria de la SISS o con la Norma Emisin
a aguas subterrneas (DS46/02).
La descarga de la industria salmonera en estudio corresponde a
descarga de riles a cursos y masas de aguas superficiales, pues sus
efluentes desembocan en un cauce natural cercano a la industria. Si
se hace un vertido de riles sobre cursos de aguas se debe tener un
control de la contaminacin del medio acutico y el mantenimiento de
la calidad del agua de dichos cursos de sta. Una de las medidas de
control es el establecimiento de normas que protejan las aguas
receptoras donde se verifica que no se sobrepasa la capacidad de
autodepuracin o purificacin natural. Para que se cumpla la
autodepuracin el volumen de agua receptora debe contener un cierto
porcentaje de oxigeno y adems debe ser capaz de reoxigenarse.
Para que el establecimiento de normas de aguas receptoras puedan
ser aplicable, stas deben de tener en cuenta algunos aspectos. Las
aguas residuales pueden contener aceites, grasas y slidos
flotantes, entre otros, stos deben ser separados previamente antes
de ser descargados a aguas receptoras.
Todo lo que constituya materia orgnica biodegradable, medida a
travs de su DBO, utiliza el oxgeno disuelto de las aguas receptoras
para estabilizar los residuos, este oxgeno se repone principalmente
por aireacin atmosfrica. Los contaminantes que no se descomponen,
tales como los constituyentes qumicos, se reducen principalmente
por dilucin. La dilucin necesaria para la evacuacin de compuestos
txicos se calcula mediante un ensayo biolgico.
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2.4. CARACTERSTICAS DEL EFLUENTE. 2.4.1. DESCARGAS.El origen de
los residuos industriales lquidos est directamente relacionado a
los procedimientos donde intervienen al salmn. Como ya se mencion
el salmn se procesa segn su clasificacin en Coho y Salar, para ello
existen diversas salas de procesos conformando una cadena de
produccin que implica etapas desde la recepcin del salmn hasta su
almacenaje para su posterior comercializacin, en todas estas etapas
habrn descargas de residuos industriales slidos y lquidos que deben
ser intervenidos para evitar contaminacin.
Cabe aclarar que los residuos industriales slidos (Rises) son
reutilizados, pues bien son llevados a plantas donde procesan
harina de pescado, con ello slo quedar tratar los residuos lquidos
que consisten en gran parte a aguas-sangre.
La lnea de produccin es la siguiente, ya que sta nos indicar las
etapas en donde se desechan restos de salmn y descargas de sangre y
agua.
1.-Recepcin y lnea: Es la etapa en que el salmn congelado
ingresa a la planta de procesamiento, en la cual proceden a cortar
cabeza y extraer vsceras, descargando gran cantidad de sangre y
agua.
2.-Salas de valor agregado: Donde calibran al producto para su
clasificacin.
3.-Sala de porciones: Posterior a la seleccin se dimensionan
porciones del producto y se sellan al vaci. En esta etapa el
producto es completamente filete, ya separado de esqueln, aletas y
cuero.
4.-Tneles: Son salas que se encuentran a cierta temperatura bajo
cero donde almacenan en forma transitoria la materia prima.
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5.-Empaque: Sala en la cual se envasa el producto en cajas.
6.-Cmara: Bodega donde se almacenan las cajas del producto ya
terminado para luego ser transportado con destino local o para su
exportacin.
En todas estas etapas se utiliza hielo para la conservacin del
producto, esto implica que el agua hielo se evacua y forma parte
del caudal de salida de la planta.
2.4.2. CAUDALES.De acuerdo a los antecedentes entregados por
INVERTEC, el detalle de los RILES que en definitiva llegarn al
sistema de tratamiento es el siguiente.
Caudal medio (m3/h) Horas de operacin (h/da) Caudal de diseo
(m3/h)
CAUDAL MEDIO 20 24 25
Fuente: Invertec S.A. (2005)
Tabla n 2.1: Caudales descargados por INVERTEC.
2.4.3 PARMETROS FSICO-QUMICOS.A continuacin se entregaran las
caractersticas ms relevantes del RIL generado actualmente.
ANALISIS Aceites y Grasas, mg/l DBO5, mg/l Detergente como SAAM,
mg/l Slidos Totales Suspendidos, mg/l
MUESTRA 77 264