1.- Principios Para Diseño de Sistemas
-
Upload
neginot-ferrer-parra -
Category
Documents
-
view
13 -
download
0
description
Transcript of 1.- Principios Para Diseño de Sistemas
![Page 1: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/1.jpg)
Prof. Nereida López
UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGNIERÍA MECÁNICAINGENIERÍA AMBIENTAL
![Page 2: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/2.jpg)
• INTRODUCCIÓN.
• PLANEACIÓN
Organización en la Planeación Metodología-Datos e Inventario-Proyecciones y Pronósticos-Planes Alternativos
• PLANEACIÓN EN SERVICIOS URBANOS
Estudios de Planeación Etapas Problemática Ambiental
• DISEÑO DE SISTEMAS
Conceptualización Procedimiento Herramientas y Técnicas Aplicación-Ventajas-Limitaciones Sistemas de Agua Potable y Saneamiento
![Page 3: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/3.jpg)
¿Qué es la Ingeniería Ambiental?
PlaneaciónDiseñoConstrucción
PROYECTO
Control del AmbienteServicios de TransporteServicios de EdificacionesSatisfacer las necesidades de la
Sociedad conformada por la Población Humana y su entorno
AMBIENTALMENTE SOSTENIBLE
![Page 4: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/4.jpg)
• Justificación• Niveles de Planeación• Metodología• Información y Participación Pública•Implantación
![Page 5: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/5.jpg)
Niveles a nivel comunitario, local, regional y nacional
Metodología PronósticoAnálisis y MetasA
LCANCE Ejecución
Planes alternativos
Selección
![Page 6: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/6.jpg)
•Población : Pfut = Po*(1+r)n
•Factores económicos: Inversión, costos, flujo beneficio – costo, TIR, VAN•Suelo: estudios de suelo
•Geología: disponibilidad de agua sub.
•Recursos hidráulicos: Q, Tr,
•Drenaje e inundaciones: Secciones
•Eliminación de desechos: domésticos, hospilalarios e industriales.
![Page 7: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/7.jpg)
37%
40%
10%
40%
37%
13%
10%
13%
Población (1990)
1
2
3
63%20%
17% Población (2020)
Valencia San DiegoNaguanagua Libertador
![Page 8: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/8.jpg)
• Tratamiento de las Aguas
• Agua potable•Agua Industriales• Efluentes industriales y domésticas
• Factores • Marco Legal Ambiental• Escasez de agua•Fuerzas de mercado
![Page 9: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/9.jpg)
• Estudios de Planeación
• Agua Potable•Drenaje•Desechos Sólidos•Vialidad Urbana•Alcantarillado•Educación•Salud
Nivel más alto en las ciudades
Función Principal de un Gobierno
Urbano
![Page 10: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/10.jpg)
• Etapas
• Identificación de terrenos sensibles ambientalmente• Localización de límites potenciales de servicios urbanos• Diagnóstico del sistema existente: problemática, situación actual, alternativas• Determinación de terrenos urbanizables• Áreas de servicios alternas•Concentraciones urbanas dentro del período de planificación
De Servicios Urbanos
![Page 11: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/12.jpg)
• Agua Potable
•Aguas Residuales Industriales• Aguas Residuales Domésticas•Aguas de lluvia
![Page 13: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/13.jpg)
El Agua recurso esencial para la vida…..
Su escasez, sequías, se traduce en inseguridad alimentaría, migración y conflictos por las menguadas reservas de agua.
![Page 14: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/14.jpg)
Delhi, la India. Todos quieren solo un poco de agua
![Page 15: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/15.jpg)
Aguas sucias en gripos residenciales a causa de el avance indiscriminado
del desarrollo
![Page 16: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/16.jpg)
Dos muchachos sudaneses beben agua de pantanos con tubos plásticos especialmente concebidos para este fin con un filtro, proporcionados por el centro
de Carretero para filtrar las larvas flotantes que son responsables de la enfermedad del gusano de Guinea. El programa ha distribuido millones de tubos y
ha reducido la extensión de esta enfermedad debilitante en un 70%.
![Page 17: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/17.jpg)
Un aspecto de contaminación por la introducción de patógenos del hombre en el medio, incluyendo bacterias que producen enfermedades (Salmonella, Shigella).
![Page 18: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/18.jpg)
Las aguas del delta del río de Niger se utilizan para defecar, bañarse, pescar y tirar la basura.
![Page 19: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/20.jpg)
Las inundaciones cada vez más frecuentes relacionadas con el fenómeno global son sinónimo de muerte, destrucción, problemas de saneamiento, proliferación de enfermedades y desplazamientos de población.
![Page 21: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/23.jpg)
CONJUNTO FORMADO PARA SATISFACER OBJETIVOS ESPECÍFICOS, SUJETOS A IMPEDIMENTOS Y RESTRICCIONES
Entrada Salida
Cada componente es esencial para los requerimientos de ejecución del sistema…..
![Page 24: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/24.jpg)
• Procedimiento
• Metas, Objetivos y Criterios• Recolección de datos y observaciones•Selección de los componentes para el sistema•Establecer propuesta de diseño•Evaluar y comparar con otras alternativas•Retroalimentación para mejorar el diseño
Modelación-Simulación
Variables Ambientales y Riesgo
![Page 25: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/25.jpg)
• Planes Integrales y Funcionales “Plan Maestro” Documento central para el crecimiento de la zona
Incluye recursos y calidad del Ambiente, instalaciones y servicios
• Propósitos
• Metas y políticas del sector• Guía para la toma de decisiones• Orienta a planes específicos y detallados• Base legal, fundamento para la administración del crecimiento• Sujeto a revisión y actualización•Accesible al conocimiento público
![Page 26: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/26.jpg)
•Tratamiento de AP•Distribución de AP
• Producción de agua potable (AP)
• Industria de alimentos, medicamentos y procesos químicos…
•Recolección y tratamiento de las aguas residuales
• Drenaje de aguas de lluvia
![Page 27: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/27.jpg)
• A través de comparaciones de alternativas y retroalimentación de datos, el diseño converge al mejor• Pone en claro las necesidades del proyecto• Promueve el trabajo en equipo, es multidisciplinario•Es integral para el sector, marca líneas de acción para subsistemas
![Page 28: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/28.jpg)
• Disponibilidad de los componentes (maquinarias, materiales)• Restricciones del Marco LegalLeyes, Decretos, Ordenanzas, Normas Planes de Ordenación TerritorialContrato de la Construcción •Consumo de energía• Variables operativas del proceso
Evaluación de impactos ambientales
![Page 29: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/29.jpg)
Qm. = Población * Dotación Per cápita 86.400 seg/día •DC= 1.8*Qm + I, I=10 l/s
•MH = 2,5*Qm
Qas = Qdom + Q ind +Q inst + Q com
Q Alm=(30-45%)Qm
Qd=1,25*Qm, máx anual
Q dom = 800*Qm*P*(1+(14/4+√P))
![Page 30: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/31.jpg)
•
•Agua proveniente de Manantiales naturales, donde el agua subterránea aflora a la superficie; •Agua subterránea, captada a través de pozos, galerías filtrantes; •Agua superficial, proveniente de ríos, arroyos, embalses o lagos naturales; •Agua de mar. Según el origen del agua, para transformarla
en agua potable deberá ser sometida a tratamientos, que van desde la simple desinfección, hasta la desalinización.
![Page 32: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/32.jpg)
Coagulación
Floculación
Decantación
Filtración
Desinfección
![Page 33: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/35.jpg)
•
![Page 36: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/36.jpg)
El Proyecto Integral de Saneamiento y Control de Nivel de la Cuenca del Lago de Valencia consiste en la construcción de Colectores en el Estado Aragua y Carabobo con la finalidad de conducir las aguas servidas a las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales ubicadas en el Estado Carabobo ( La Mariposa y Los Guayos) y el Estado Aragua ( Taiguaiguay) y así poder ser tratadas para contribuir con el saneamiento de la Cuenca del Lago de Valencia.
![Page 37: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/39.jpg)
![Page 40: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/40.jpg)
Tratamiento primario (Elimina el 20 –30 % de la DBO presente
en forma de partículas)Tratamiento secundario ( Elimina del 90 – 95% de la DBO y
muchas bacterias patógenas).Tratamiento terciario (Elimina más que el tratamiento
secundario.)
![Page 41: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/41.jpg)
SEDIMENTACION - FLOTACIÓNCOAGULACIÓN - FLOCULACION.CRIBADO.NEUTRALIZACION.
![Page 42: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/42.jpg)
OPERACIONES FISICO QUIMICAS1. Tratamiento Preliminar: DESBASTE DE SÓLIDOS 2. Segunda Etapa del Tratamiento Primario: IGUALACIÓN3. Tercera etapa: Coagulación – Floculación, sedimentación y
la Neutralización.
![Page 43: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/43.jpg)
Tercera etapa del tratamiento físico – químico, consiste en la eliminación de materia orgánica biodegradable y no biodegradable. En esta fase se emplean operaciones tanto físicas como químicas, que en este caso se tiene a la Coagulación – Floculación, sedimentación y la Neutralización, conformada por las unidades de Mezcla Rápida, Mezcla Lenta, Sedimentador Primario y la neutralización.
![Page 44: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/44.jpg)
MEZCLA RÁPIDATanto las partículas de pequeña superficie coloidal presentes en el agua, así como la existencia de cargas negativas repartidas en su superficie, dan lugar a una gran estabilidad de suspensiones coloidales.
Para permitir la separación de una suspensión coloidal en condiciones de velocidad satisfactorias, por ejemplo, bajo la influencia de la gravedad, es necesario agrupar los coloides para constituir partículas de tamaño mucho mayor.
En el campo del tratamiento de aguas, la coagulación es, por definición, el fenómeno de desestabilización de las partículas coloidales, que puede conseguirse especialmente por medio de la neutralización de sus cargas eléctricas. Se llama coagulante al producto utilizado para esta neutralización.
![Page 45: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/45.jpg)
MEZCLA RÁPIDALa Coagulación Consiste en Introducir en el agua un producto capaz:•De neutralizar la carga de los coloides, generalmente electronegativos, presentes en el agua.•De formar un precipitado.•Retirar los sólidos suspendidos (SS) y las partículas coloidales.
Para lograr en los mezcladores rápidos la turbulencia requerida, para conseguir una mezcla homogénea de la sustancia química con el agua, se produce mediante el uso de los agitadores movidos por una fuerza exterior (motores) del tipo hélice turbina. Éstos están configurados mediante un eje de rotación acoplado al motor y con hélice adherida a ese eje o paleta.
![Page 46: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/46.jpg)
FLOCULACÍON (MEZCLA LENTA)
•La agrupación de partículas descargadas, al ponerse en contacto unas con otras, constituye la floculación, que da lugar a la formación de fóculos capaces de ser retenidos en una fase posterior del tratamiento del agua.• Algunos productos pueden favorecer la formación del floculo, a estos se les llama floculantes.•Los tanques floculadores, son diseñados con agitación mecánica o mediante la inyección de aire con flujo siguiendo un pase helicoidal a través de la unidad.
![Page 47: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/47.jpg)
Desecho G (sg-1)
- Floculos Frágiles
- Flóculos biológicos 10 - 20
- Floculos medianos
- Remoción turbidez
- Remoción de color
20 - 50
- Floculos fuertes
- Precipitación
40 - 100
GRADIENTE DE VELOCIDAD (G):
![Page 48: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/48.jpg)
•SEDIMENTADOR PRIMARIO (LODOS FISICO-QUIMICOS) La sedimentación o decantación con lleva alcanzar que se depositen las partículas que se encuentran en suspensión en el agua, tanto si se trata de partículas presentes en el agua bruta, como si se deben a la acción de un reactivo químico añadido en el tratamiento para el caso de: coagulación, eliminación de hierro, depuración química entre otras, e incluso de las que resultan de una floculación física ligada a una acción biológica (aguas residuales urbanas).
Tipos de Materias Separables por Decantación:•Las partículas granulares, que sedimentan independientemente unas de otras con una velocidad de caída constante.•Las partículas más o menos floculadas, que resultan de una aglomeración Natural o provocada de las materias coloidales en suspensión.
![Page 49: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/49.jpg)
TRATAMIENTO POR LODOS ACTIVADOS. AIREACIÓN PROLONGADA. LAGUNAS AIREADAS. LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN. FILTROS PERCOLADORES. BIODISCOS ( RBC). TRATAMIENTO ANAEROBIO DE LAS
AGUAS RESIDUALES.
![Page 50: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/50.jpg)
SEPARACIÓN DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN. ADSORCIÓN EN CARBÓN ACTIVADO.
(SEPARACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS). INTERCAMBIO IÓNICO. OSMOSIS INVERSA. ELECTRO DIÁLISIS. OXIDACIÓN QUÍMICA ( CLORACIÓN Y
OZONIZACIÓN). MÉTODOS DE ELIMINACIÓN DE NUTRIENTES
(NITRÓGENO Y FÓSFORO).
![Page 51: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/51.jpg)
Osmosis InversaNanofiltraciónMicrofiltraciónElectrodiálisis
![Page 52: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/52.jpg)
Eliminar los Contaminantes Microbianos.
Eliminar Materia Orgánica Natural
Reducir DBO
Eliminar Fósforo y Metales Pesados
![Page 53: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/53.jpg)
• Descarga a planta de tratamiento• Descarga en lagunas o estanque
de oxidación• Aplicaciones para terreno.• Reuso en áreas recreativas,
industrialesDisposiciones de la Normativa Legal Vigente
![Page 54: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/54.jpg)
![Page 55: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/55.jpg)
Una vez colectada, el agua-gris de la ducha, de la bañera y del lavamanos es tratada en un tanque con filtro de acuerdo con el proceso MBR. El agua tratada (filtrado) es almacenada en un tanque de agua clara para utilización posterior.
![Page 56: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/56.jpg)
Un número considerable de sistemas de tratamiento de aguas grises han sido instalados mundialmente. Algunos son monitoreados desde (Alemania) por un sistema de control remoto.
![Page 57: 1.- Principios Para Diseño de Sistemas](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062500/55cf9197550346f57b8ed372/html5/thumbnails/57.jpg)
ING. NEREIDA LÓ[email protected] y Estudios Ambientales