DISEÑO DE UN DOSIFICADOR DE CLORO LÍQUIDO · 2 diseÑo de un dosificador de cloro lÍquido angela...
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DISEÑO DE UN DOSIFICADOR DE CLORO LÍQUIDO ANGELA MARIA OSORIO URIBE UNIVERSIDAD CATÓLICA POPULAR DEL RISARALDA FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO PROGRAMA DE DISEÑO INDUSTRIAL PROYECTO DE GRADO PEREIRA
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DISEÑO DE UN DOSIFICADOR DE CLORO LÍQUIDO
ANGELA MARIA OSORIO URIBE
UNIVERSIDAD CATÓLICA POPULAR DEL RISARALDA
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO
PROGRAMA DE DISEÑO INDUSTRIAL
PROYECTO DE GRADO
PEREIRA
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DISEÑO DE UN DOSIFICADOR DE CLORO LÍQUIDO
ANGELA MARIA OSORIO URIBE
TESINA PARA ACCEDER AL TITULO DE PREGRADO EN DISEÑO
INDUSTRIAL
UNIVERSIDAD CATÓLICA POPULAR DEL RISARALDA
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO
PROGRAMA DE DISEÑO INDUSTRIAL
PROYECTO DE GRADO
PEREIRA
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TABLA DE CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN..........................................12
2. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA .........................14
2.1 Pregunta de investigación........................15
2.2 Delimitación del problema........................15
Relación usuario-contexto-objeto...................17
2.3 Justificación....................................18
2.4 Objetivos........................................19
2.4.1 General.....................................19
2.4.2 Específico..................................19
3. MARCO TEÓRICO.........................................20
4. MARCO DE REFERENCIA...................................39
4.1 Antecedentes de Investigación....................39
4.2 Análisis de tipologías...........................40
4.2.1 Encontradas actualmente en las plantas......40
4.2.2 Encontradas en el mercado...................43
4.2.3 Análisis comparativo de tipologías..........46
4.2.4 Conclusiones del análisis...................47
4.3 Pliego de Condiciones de Diseño..................48
4.4 Requerimientos y parámetros .....................49
5. ESTRATEGIA METODOLÓGICA...............................54
5.1 Cronograma.......................................58
5.2 Conclusiones ....................................59
4
6. PROPUESTA DE DISEÑO...................................60
6.1 Concepto de diseño ..............................60
6.2 Alternativas.....................................61
6.3 Criterios de evaluación..........................64
6.4 Propuesta final..................................67
6.4.1 Descripción general..........................68
6.4.2 funcionamiento del mecanismo.................74
6.4.3 solución de detalles gráficos................77
6.4.4 correcciones y avances.......................82
6.4.5 presentación en explosión....................85
6.4.6 planos técnicos..............................86
6.3.7 secuencia de uso.............................93
6.3.8 usabilidad y simulación......................97
7. ETAPAS DE PRODUCCIÓN..................................99
7.1 Propuestas del proceso productivo.................99
7.2 costos modelo funcional..........................100
7.2.1 tabla de materia prima por unidad.........100
7.2.2 tabla mano de obra........................101
7.3 Manejo del dosificador...........................101
8. CONCLUSIONES........................................102
BIBLIOGRAFÍA.............................................103
ANEXOS...................................................104
5
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Materia prima por unidad.........................100
Tabla 2. Mano de obra.....................................101
Tabla 3. Manejo del dosificador...........................101
6
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Dosificador de Marsella..........................40
Figura 2. Dosificador de balboa............................40
Figura 3. Dosificadores de internet........................43
Figura 4. Llave reguladora.................................74
Figura 5. Cisterna.........................................75
7
GLOSARIO
CLORO: Elemento químico metaloide gaseoso, verde, de
olor fuerte y muy tóxico. Se emplea como blanqueador y
como desinfectante. Su símbolo es Cl, y su número
atómico, 17.
DOSIFICADOR: Un dosificador es un equipo que por lo
general forma parte integral de una línea de producción.
La función del dosificador es entregar o suministrar de
forma ágil la cantidad de material o insumo necesario
para la realización de un sistema.
PVC: Es el producto de la polimerización del monómero de
cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. La resina que
resulta de esta polimerización es la más versátil de la
familia de los plásticos; pues además de ser
termoplástica, a partir de ella se pueden obtener
productos rígidos y flexibles. A partir de procesos de
polimerización, se obtienen compuestos en forma de polvo
o pellet, plastisoles, soluciones y emulsiones.
Además de su gran versatilidad, el PVC es la resina
sintética más compleja y difícil de formular y procesar,
pues requiere de un número importante de ingredientes y
un balance adecuado de éstos para poder transformarlo al
producto final deseado.
8
PLANTAS DE TRATAMIENTO: las plantas de tratamiento son
diversas, puedes tener para desechos industriales, aguas
residuales, aguas aceitosas, tratamiento de efluentes
cloacales, etc. Incluso las plantas de ósmosis inversa
(para desalinización) también se consideran plantas de
tratamiento. Las plantas de tratamiento de agua potable
de., se fabrican en diferentes capacidades y tamaños
para ser instaladas en Ciudades, municipios, pequeñas o
medianas poblaciones, pequeños o grandes grupos
habitacionales, hoteles, centros recreacionales,
hospitales, escuelas, grandes fábricas, y en general en
aquellas instalaciones que no cuentan con facilidades de
tratamiento de agua proveniente de una red pública o
municipal.
ACUEDUCTOS: El acueducto es un sistema o conjunto de
sistemas acoplados, que permite transportar agua en
forma de flujo continuo desde un lugar en el que ésta es
accesible en la naturaleza, hasta un punto de consumo
distante. Su nombre proviene del latín aquae ductus
("conducción de agua").
VENOCLISIS: sistema de goteo de líquidos compuesto por
mangueras y una lleve reguladora.
VERSATILIDAD: Facilidad grande para el cambio, sobre
todo de genio o carácter.
9
FACTIBILIDAD: Se refiere a la disponibilidad de los
recursos necesarios para llevar a cabo los objetivos o
metas señalados. Generalmente la factibilidad se
determina sobre un proyecto.
10
RESUMEN
Dentro de este proyecto de grado el lector encontrará el
desarrollo de un producto de Diseño Industrial enfocado a
las plantas de tratamiento y casetas rurales del Departamento
de Risaralda teniendo en cuenta los dosificadores actuales
implementados por los operarios y los del mercado.
Se hablará de su funcionamiento, características y
normatividad para hacer que las viviendas tengan agua
potable, además los operarios puedan reducir sus costos por
operación.
Se mostrará la propuesta completa del dosificador de cloro
con secuencia de uso, planos técnicos, propuesta de
producción, costos, usabilidad, ergonomía, entre otros
factores que tuvieron en cuenta para la realización del
proyecto.
11
ABSTRACT
Within this project grade readers will find the development
of a product of industrial desing focused on treatment plants
and rural houses the Department of Risaralda, taking into
account the current dosing implemented by the operators and
the market
It spoke of his performance, features and regulations to make
housing have drinking water, plus operators can reduce costs
per transaction
It will display the full proposal chlorine dispenser sequence
of use, engineering drawings, production proposal, cost,
usability, ergonomics, among other factors that were
considered for the project
12
1. INTRODUCCIÓN
Este trabajo de investigación centra su esfuerzo en el
desarrollo de un sistema de dosificación de cloro, sistema
absolutamente necesario en las plantas de tratamiento de agua
potable para las ciudades pero que en la actualidad los que
se encuentran en el mercado resultan bastante costoso y en
algunos casos no cumplen con las necesidades como se
observara en el contenido de este documento.
Visto desde la disciplina del diseño este proyecto
contribuirá a la mejora de los operarios, de las viviendas y
de las plantas de tratamiento garantizando su goteo
permanente por medio del dosificador para cada una de las
viviendas.
El trabajo “diseño de un dosificador de cloro líquido” busca
convertirse en una alternativa para las plantas de
tratamiento y/o casetas rurales.
Así pues este trabajo está estructurado de la siguiente
manera:
Problema: el propósito es cuestionar la situación actual con
los dosificadores de cloro líquido en las plantas de
tratamiento y casetas, así como sus antecedentes de la
percepción que se tiene del mismo en las organizaciones y
visitas de que se hicieron.
13
Todo esto lleva a plantear un problema específico que se
pretende resolver con el trabajo.
Objetivo: se resaltan los aspectos más importantes del diseño
del dosificador de cloro líquido y buscar resolver la
necesidad primordial de colmatación; por otro lado plantea
servir de apoyo a las organizaciones.
Marco de referencia: conceptualiza los aspectos más
importantes de la investigación partiendo de tipologías
Metodología: reseña la manera en que la investigación es
llevada a cabo para servir de soporte a la búsqueda de
soluciones y se desarrolla a partir de esta metodología un
pliego de condiciones coherente y acorde con las necesidades
del nuevo producto.
Etapa propositiva: Partiendo de un concepto de diseño que
responde al pliego de condiciones planteado se desarrolla la
propuesta tanto teórica como práctica con sus respectivos
costos, forma de producción, características ergonómicas,
técnicas, funcionales, planos entre otros.
La autora espera brindar al lector un útil y nuevo aporte a
sus inquietudes acerca del tema, así como satisfacer parte de
las necesidades que se tienen en las plantas de tratamiento
y/ casetas rurales.
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2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
En Colombia la gran mayoría de las empresas adolecen la falta
de un modelo adecuado para la dosificación de cloro líquido,
debido a que los dosificadores del mercado no cumplen con la
función requerida y su ciclo de vida es corto.
Las plantas de tratamiento y casetas de acueductos rurales
los dosificadores de cloro líquido juegan un papel muy
importante ya que son los encargados de la potabilización el
agua para el consumo humano, actualmente estos sitios cuentan
con varios dosificadores fabricados por los mismos operarios
los cuales hacen que este proceso sea de difícil
funcionamiento.
Los dosificadores de cloro líquido tiene varios problemas
tanto funcionales como estéticos, estos problemas suelen ser:
antihigiénicos, poca cantidad de almacenamiento, materiales
no idóneos entre otros. La mayoría de estos problemas surgen
porque son diseñados y fabricados por los mismos operarios
sin tener en cuenta parámetros establecidos por los
funcionarios, el problema por el cual surgió este proyecto y
se indagará hasta llegar a solucionar la necesidad es la
colmatación que sucede por las diferentes calidades de agua y
no permiten el paso del cloro.
15
2.1 pregunta de investigación
¿Cómo es el diseño de un sistema industrializable de
dosificador de cloro líquido para plantas y casetas de
tratamiento de las aguas?
2.2 Delimitación del problema
Durante las visitas a las diferentes plantas de tratamiento y
casetas de cloración de los acueductos urbanos y rurales del
departamento de Risaralda se ha notado a través del tiempo
que los dosificadores actuales no cumplen con la
funcionalidad requerida para el objeto al cual se han
diseñado; debido a los materiales de diseño del dosificador,
el químico utilizar, el sistema de goteo y a la calidad del
agua.
Es por esto que en las visitas realizadas a dichas entidades
se encuentran diferentes tipos de dosificadores manuales
inventados por los técnicos en salud ambiental, los cuales no
cumplen con su objetivo final de la dosificación continua del
cloro, entre ellos: equipo de venoclisis, caneca plástica con
llave terminal, botellas plásticas con tapa perforada,
dosificadores marfi y tanques de material con llave terminal;
entre otros.
Se pretende abordar la necesidad primordial hasta su
totalidad, es decir suplir la necesidad que se tienen en los
16
acueductos del departamento de Risaralda, llegar hasta el
consumidor final, evitando la colmatación de los
dosificadores e industrializándolos para una mejor imagen del
sector con nuevos materiales y formas.
Por esta razón el producto que se va a realizar es para
suplir la necesidad de poder llegar a todas las plantas de
tratamiento y casetas de cloración del departamento de
Risaralda. El objeto consiste en un elemento práctico, fácil
de manipular, fácil accesibilidad y de fácil funcionamiento.
Se llegará a la propuesta final (modelo) para iniciar la idea
y poder llegar a la propuesta final para lo cual está
destinado.
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Relación usuario-contexto-objeto
En este escenario el usuario (operario) tiene que estar muy
bien capacitado para que interactué con el objeto y a su vez
aprenda a relacionarse con él y con su entorno.
La versatilidad del sistema permite realizar
Plantas de tratamiento en zonas rurales
Operarios y funcionarios
Dosificador de cloro
Viviendas con
agua potable
ble
Viviendas con
agua potable
Llenado
permanente
Goteo seguro
Reducción de
enfermedades Evitar la
colmatación
18
2.3 JUSTIFICACIÓN
En las plantas de tratamiento y casetas de acueductos de la
zona rural se cuenta con dosificadores de cloro variados, los
cuales se hacen cada día más difíciles su funcionamiento.
Estos dosificadores de cloro presentan diferentes problemas y
uno de ellos es que se tapan por las diferentes calidades de
las fuentes de agua y no permiten el paso del cloro ya que
este es muy fuerte y corrosivo, además los operarios tienen
que estar muy pendiente de este proceso y no pueden llevar a
cabo otras actividades.
En la actualidad los dosificadores que hay en cada una de las
plantas son hechos por los mismos operarios en materiales
reciclados, como botellas de plástico, lleves terminales,
mangueras entre otros, pero siguen habiendo una serie de
problemas y es por su corto ciclo de vida.
Con estos dosificadores no se lleva a cabo ningún tipo de
mantenimiento adentro de ellos, lo que se les puede hacer es
por fuera ya que los actuales son rudimentarios y/o caseros,
Y por ende no se les puede hacer reparaciones, son botados a
la basura y simplemente hacen otro para que siga supliendo la
necesidad primordial.
Por todo lo anterior este proyecto de investigación,
encuentra razones suficientes para ser abordado desde una
19
perspectiva de diseño en la cual se muestre una propuesta que
supla las necesidades expuestas.
2.4 Objetivos
2.4.1 General
Diseñar un dosificador de cloro líquido para plantas de
tratamiento y casetas de cloración.
2.4.2 Específicos
Realizar un estudio de los pro y contra de los
dosificadores actuales a fin de desarrollar un sistema
que sea probado “in situ” para valorar y determinar el
mecanismo más apropiado que responda a las necesidades
observadas.
Elaborar una propuesta con su respectivo modelo
funcional
20
3. MARCO TEORICO
MARCO
TEORICO
a UBICACION
b. PLANTAS DE
TRATAMIENTO c. CASETAS
d. DESCRIPCION DEL
SECTOR
LEGISLACION IMPORTANCIA DE LA
DESINFECCION DEL AGUA
b. AGUA
POTABLE
a. CLORO
2 3
1
c. MUESTRAS
DOSIFICADORES DE CLORO LÍQUIDO
21
Desde la creación del hombre ha desarrollado instrumentos que
le permite agilizar actividades de toda índole, ofreciendo
una mejor calidad de vida. La siguiente información se
consolida allí ya que es de vital importancia para la
ejecución del proyecto, los puntos a tratar están
involucrados en todo las referencia y todo lo que tiene que
ver con el tema para un mayor y mejor entendimiento del
proyecto.
1) Dosificador de cloro líquido
Filtrada Agua
Agua cruda
El dosificador de cloro es un aparato que se utiliza para el
tratamiento de las aguas, el cual como su nombre lo indica
consiste en dosificar el cloro (líquido, granulado o
gaseoso); Su funcionamiento consiste en llenar de cloro y
agua el dosificador, hasta mantener la concentración deseada,
regulando la válvula de salida con un goteo calculado de
acuerdo a la calidad del agua y su caudal, semanalmente se
Tanque
solución
de cloro
Tanque
almacenamiento
Dosificador
22
recomienda abrir el dosificador para revisar y cargarlo
nuevamente.
Consta de elementos los cuales interviene en el
funcionamiento; contenedores, mangueras, válvulas, regletas,
llaves entre otros. Estos aparatos funcionan las 24 horas del
día.
Los motivos han hecho que mucha gente haya resignado la
calidad del agua por la comodidad que ofrecen otras
alternativas más cómodas, pero no tan eficaces como el cloro
líquido, o que, por no querer perder las virtudes del cloro
líquido, resignan la seguridad del hogar permitiendo el
ingreso diario de una persona para hacer el trabajo que a
nosotros tanto nos molesta.
Todas estas razones nos han llevado a desarrollar un sistema
que haga todas estas tareas en forma totalmente automática,
brindando tanto máxima comodidad como seguridad con mínima
preocupación y gran ahorro en cloro y productos adicionales.
Su gran autonomía, adaptable a las necesidades de cada uno,
nos permitirá ausentarnos por largos períodos con la certeza
de encontrar el agua clara y cristalina a nuestro regreso.
Los dosificadores de cloro es una gran herramienta para el
agua potable ya que la vuelva apta para consumo humano.
23
a. Ubicación
Las plantas de tratamiento están ubicadas a las afueras de
los municipios algunas con laboratorios incluidos y las
casetas de cloración están instaladas en la zona rural más o
menos de 6 metros cuadrados.
Son plantas de tratamiento muy caseras manipuladas por uno o
dos operarios máximos los cuales están pendientes del
comportamiento del agua para la regulación del dosificador
Las instalaciones de los dosificadores de cloro son dentro de
las plantas suspendidos de la pared a 1.7 m. del piso y cerca
Dosificador
24
de donde pasa el agua. El entorno debe de ser muy limpio y
aireado para un mejor funcionamiento.
b. Plantas de tratamiento
Una planta de tratamiento es una secuencia de operaciones o
procesos unitarios, convenientemente seleccionados con el fin
de remover totalmente los contaminantes microbiológicos
presentes en el agua cruda y parcialmente los físicos y
químicos, hasta llevarlos a los límites aceptables
estipulados por las normas.
Las diversas Las diversas actividades agrícolas, ganaderas,
industriales y recreacionales del ser humano han traído como
consecuencia la contaminación de las aguas superficiales con
sustancias químicas y microbiológicas, además del deterioro
de sus características estéticas.
Para hacer frente a este problema, es necesario someter al
agua a una serie de operaciones o procesos unitarios, a fin
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de purificarla o potabilizarla para que pueda ser consumida
por los seres humanos.
Una operación unitaria es un proceso químico, físico o
biológico mediante el cual las sustancias objetables que
contiene el agua son removidas o transformadas en sustancias
inocuas.
Es por esta razón que surgieron las plantas de tratamiento
para darle un mejor manejo a las aguas, se denominan un
conjunto de estructuras en las que se trata el agua de
manera que se vuelva apta para el consumo humano.
Están conformadas por los operarios que se mantiene
pendientes de los cambios del agua, de las tomas de agua para
ser llevadas al laboratorio, del funcionamiento del
dosificador, de los registros que llevan a diario y de el
mantenimiento de las instalaciones. 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 período de diseño. .
Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero
todas deben cumplir los mismos principios que exige la ley;
la combinación de barreras múltiples que tiene que ver con
las diferentes etapas del proceso de potabilización para
alcanzar bajas condiciones de riesgo, el tratamiento
integrado para producir el efecto esperado y el tratamiento
por objetivo cada etapa del tratamiento tiene una meta
específica relacionada con algún tipo de contaminante.
También puede utilizarse una combinación de tecnologías, y en
cada una de las tecnologías nombradas es posible contar con
26
otros procesos que pueden ser necesarios específicamente para
remover determinada contaminación.
En conclusión las plantas de tratamiento son las encargadas
de potabilizar el agua para que esta pueda ser de consumo
humano en los hogares y así no generar ninguna batería.
c. Casetas de cloración
Las casetas de cloración son oriundas de los asirios y los
hicieron para abastecer de agua a la capital del reino y
también para llevar agua a Jerusalén.
Cualquier asentamiento humano por pequeño que sea necesita
disponer de un sistema de aprovisionamiento de agua que
satisfaga sus necesidades vitales, la solución más elemental
consiste en establecer el poblamiento en las proximidades de
un río o manantial, desde donde se acarrea el agua a los
puntos de consumo. Otra solución consiste en excavar pozos
dentro o fuera de la zona habitada o construir aljibes. Pero
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cuando el poblamiento alcanza la categoría de auténtica
ciudad, se hacen necesarios sistemas de conducción que
obtengan el agua en los puntos más adecuados del entorno y la
aproximen al lugar donde se ha establecido la población.
Incluso cuando la población estaba a orillas de un río, la
construcción de conducciones era la mejor forma de garantizar
el suministro, en vez de extraer el agua del río. El río,
aunque estuviera muy cerca, generalmente tenía un nivel más
bajo que el poblado. En otras ocasiones se hacía el acueducto
porque el agua era de mejor calidad que la del río. Para
cubrir esta necesidad se emprenden obras de gran envergadura
que puedan asegurar un suministro de agua.
d. Descripción del sector
Casetas rurales plantas de tratamiento municipales
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El sector en el cual se vio esta necesidad es en los
diferentes municipios del departamento de Risaralda, los
cuales cuentan con una planta de tratamiento ubicada dentro
del mismo esta suministra agua al municipio y dependiendo de
su expansión rural tiene casetas de cloración para sus
veredas entre 15 y 20 minutos. Estas plantas tiene operarios
permanentes para su respectivo manejo y un técnico en salud
hace revista dos veces por semana, por otro lado en las
casetas de cloración van una vez a la semana los técnicos.
Las tareas de estos operarios es pasar revista a la alcaldía
y por ende a la gobernación de cómo es el comportamiento del
agua desde muchos ítems los cuales ellos manejan
internamente, lo único que es estándar son las actas de
muestras de agua.
El ministerio de la protección social e INVIMA son entes que
regulan a través de programas y proyectos la calidad del agua
para consumo humano, es por ello que legislan o emiten leyes
para el tratamiento de las aguas.
2) Importancia de la desinfección del agua
Ríos
Casetas
Plantas de
tratamiento
Desinfección
cloro líquido Tratamiento
Viviendas con
agua potable
Consumo
humano
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La desinfección es un proceso clave en cualquier sistema de
tratamiento de agua. A medida que el hombre evolucionaba
comenzó a darse cuenta que para sobrevivir a un ambiente tan
hostil necesitaba la compañía de otros individuos que le
ayudasen a enfrentar obstáculos inherentes al mundo salvaje.
De este modo comenzaron a desarrollaren pequeños grupos
humanos, que poco a poco fueron conformando sociedades
completas, este mismo desarrollo se enfocaba entorno a la
fuente vital de nuestro planeta, el agua, la cual paso a ser
parte esencial en nuestra sociedad.
La importancia del control de enfermedad transmitibles por el
agua es hoy en día evidente, pero esto no siempre fue así,
con la industrialización y la aglomeración resultante de
población la frecuencia de las epidemias aumento, miles de
personas murieron a causa del consumo de agua contaminada que
generaba enfermedades mortales.
En la actualidad se realizan tratamientos en el agua para que
esta pueda ser potable; la desinfección tiene como propósito
destruir los microorganismos patógenos que puedan estar
presentes, construye dos por bacteria: protozoarios y virus.
Tales microorganismos son capaces de sobrevivir en el agua
por días inclusive semanas.
El objetivo de la desinfección del agua es asegurar que el
consumidor reciba agua esencialmente salubre, mediante la
destrucción de la gran mayoría de los agentes patógenos que
se introducen en el sistema de distribución, y suprimiendo el
posible ulterior crecimiento microbiológico en el sistema.
30
Al diseñar un sistema de tratamiento de agua, en especial en
el área rural, debe tomarse a la desinfección no como un
elemento más, sino como un componente vital del sistema.
Dentro de esas consideraciones, hay que destacar que en el
medio rural el agua no siempre va del grifo a la boca del
consumidor. En ocasiones se deja en depósitos (baldes y
tanques) y en otras los pobladores deben buscarla y
acarrearla desde puntos alejados (grifos públicos y fuentes).
Esas prácticas hacen que la contaminación de esas aguas sea
frecuente. Surge entonces la necesidad de contar con medidas
de seguridad luego de la desinfección para hacer frente a esa
contaminación posterior.
El dosificador de cloro se utiliza en el área de la salud en
todos los aspectos que tienen que ver con el mejoramiento del
índice de la calidad de agua a suministrarse a las diferentes
poblaciones (urbana, rural).
Es de anotar que en el mercado existen varios tipos de
dosificadores para realizar el tratamiento de las aguas
dependiendo de la magnitud de agua a tratar.
Los dosificadores de cloro deben de estar instalados en cada
una de las plantas de tratamiento urbanas y rurales de cada
uno de los acueductos en funcionamiento en Colombia.
31
a. Cloro
Desinfección
El cloro continúa siendo a nivel mundial la sustancia química
más económica y con mejor control y seguridad se puede
aplicar al agua para obtener su desinfección.
Cuando el cloro se aplica al agua, la reacción química que se
produce es la siguiente:
Cl2 + H2+
CL-
+ + OCL
1
La desinfección requiere, dependiendo del tipo de agua, un
mayor o menor período de contacto y una mayor o menor dosis
del desinfectante. Generalmente, un agua relativamente clara,
pH cerca de la neutralidad, sin muchas materias orgánicas y
sin fuertes contaminaciones, requiere de unos cinco a diez
minutos de contacto con dosis menores a un mg/l. De cloro. En
cada caso deberá ser determinada la dosis mínima requerida
para que permanezca un pequeño residuo libre que asegure un
agua exenta en cualquier momento de agentes patógenos vivos.
Todos sabemos que el hipoclorito de sodio (comúnmente
conocido como cloro líquido) es lo más recomendado para un
correcto mantenimiento del agua. Pero también sabemos que hay
que colocarlo todos los días, sin importar si llueve o no,
que conviene hacerlo a la noche, cuando ya no queremos pensar
32
más en la pileta, que nos mancha la ropa y que si salimos
por unos días encontraremos el agua verde y con algas a
nuestro regreso.
b. Agua potable
Se denomina agua potable en el sentido que puede ser
consumida por personas y animales sin riesgo de contraer
enfermedades. El término se aplica al agua que ha sido
tratada para su consumo humano según unas normas de calidad
promulgadas por las autoridades locales e internacionales.
El pH del agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5. Los
controles sobre el agua potable. Es lo que se pretende que
cada una de las personas tome agua potable para una mejor
vitalidad de su cuerpo.
También ponen en peligro el suministro de agua potable otros
contaminantes medioambientales como el derrame de derivados
del petróleo, lixiviados de minas, entre otros.
Las causas de la no potabilidad del agua son:
Bacterias, virus
Minerales (en formas de partículas o disueltos),
productos tóxicos
Depósitos o partículas en suspensión
33
Las normas establecidas por el ministerio de la protección
social y secretarías de salud departamental, plantean una
mejor protección y defensa del consumidor que se concreta
fundamentalmente en 2 aspectos:
Extensión de la garantía de calidad y su control al
grifo del consumidor
Información al consumidor para que pueda saber cuando
tiene agua potable en su casa, es decir; cuando el
dosificador de cloro está en su buen funcionamiento, por
otra parte la información importante se le debe dar al
operario y/o funcionarios encargados del manejo de la
sustancia y del objeto para garantizar su ciclo de vida.
La calidad del agua, es un estado de esta, caracterizado por
su composición físico-química y biológica. Este estado deberá
permitir su empleo sin causar daño, para lo cual deberá
reunir dos características:
1.- Estar exenta de sustancias y microorganismos que sean
peligrosos para los consumidores.
2.- Estar exenta de sustancias que le comuniquen sensaciones
sensoriales desagradables para el consumo (color, turbiedad,
olor, sabor).
El criterio de potabilidad del agua depende fundamentalmente
del uso al que se la destina (humano, industrial, agrícola,
otros.
34
Agua potable es el agua, ya sea de superficie o subterránea,
tratada y el agua no tratada por no estar contaminada. La
definición de agua potable se ha ido adaptando al avance del
conocimiento científico y a las nuevas técnicas, en especial
a las relacionadas con el análisis de contaminantes.
Hasta hace unas decenas de años la calidad de un agua
destinada a un abastecimiento se centraba principalmente en
que el agua estuviera exenta de sabores, olores, no fuera muy
dura y no contuviera bacterias patógenas, confiándose en gran
medida en que el poder auto depurador de los embalses o ríos,
y la protección de las zonas de captación eran suficientes
para lograr una aceptable calidad que se completaría con un
tratamiento simple de decantación, filtración y desinfección,
así como hacer determinadas comprobaciones generalmente
bacteriológicas del agua en la red, ausencias de sabores y
olores y presencia de ligeras concentraciones del
desinfectante empleado.
Hoy día y más aún de cara al futuro, y como consecuencia de
la polución creciente y los mayores avances de la técnica y
la ciencia hay que considerar además otros caracteres que
inciden de forma perjudicial en la salud del consumidor
(pesticidas, detergentes, subproductos de la desinfección y
otras sustancias orgánicas e inorgánicas así como protozoos,
virus, bacterias, otros).
35
c. Muestras
Puntos estratégicos Muestras con sus respectivos
Para tener un buen tratamiento del agua potable es necesario
que se tomen algunas muestras para observar las condiciones,
cambios y calidad del agua.
El control sanitario de la calidad del agua y la finalidad
del muestreo es obtener una representación real del agua
distribuida para averiguar si ésta es idónea para el consumo,
el muestreo correcto debe suponer:
Seleccionar los puntos y la frecuencia del mismo; asegurar
que las concentraciones de los parámetros a investigar son
idénticas a la del agua a diagnosticar; asegurar que tales
concentraciones no varían al tomar la muestra en su
transporte y conservación hasta el análisis.
Equipos
36
La localización de los puntos de muestreo, dependerá del tipo
de abastecimiento y de las características particulares de
cada sistema: Puntos de entrada de cada fuente del agua al
sistema de distribución, muestreo en aquellos sitios donde la
contaminación puede entrar en el sistema, muestreo de agua
cruda en origen, muestreo durante los procesos de
tratamiento.
Muestreo en redes de distribución ramificadas: en puntos
representativos en las tuberías principales, en las ramas y
puntos finales. El muestreo en redes malladas es importante
en tuberías principales y secundarias.
Consideraciones para establecer correctamente la frecuencia
del muestreo:
Definición de la información que se requiere
Variaciones casuales y sistemáticas de la calidad del
agua
Establecimiento y revisión de los tiempos de muestreo
Duración de la toma de muestras o utilización de las
muestras compuestas
Consideración conjunta del punto y tiempo de muestreo
Tipos de muestras. En principio en todo muestreo cabe
diferenciar el tipo de análisis a realizar:
Microbiológico: Recoger, guardar y transportar la
muestra en frascos estériles, volumen de agua
37
suficiente, anotar incidencias del muestreo y conservar
y transportar la muestra de forma adecuada.
Físico-químico: Parámetros que se deseen determinar,
volumen de muestra y tipo de frasco a utilizar, tipo de
muestra a obtener: puntual, integrada, necesidad de
preservación, condiciones de muestreo, condiciones de
transporte y conservación.
3) Legislación
Constitución política de Colombia, 1991
Código sanitario nacional, ley 09 de 1979
Ley para la protección del medio ambiente y dicta medidas
sanitarias, en su titulo segundo, artículos 51 al 79.
Por medio de la cual se señalan características, instrumentos
básicos y frecuencia del sistema de control y vigilancia para
la calidad del agua para consumo humano. Ministerio de
ambiente, vivienda y desarrollo territorial; ministerio de
protección social. Resolución 2115 de 2007
Por la cual se expiden normas técnicas de calidad del agua
potable. Ministerio de desarrollo económico. Decreto 475 de
1998.
Por la cual se establece el sistema para la protección y
control de la calidad del agua para consumo humano"
38
Ministerio de la protección social. Decreto 1575 de 2007.
Las normas anteriormente mencionadas tienen que ver con cada
uno los procesos que se quieren llevar a cabo en el
desarrollo del dosificador; son importantes ya que de ellas
depende el buen diseño y por ende su funcionamiento.
39
4. MARCO DE REFERENCIA
4.1. Antecedentes de Investigación
Desde siempre los dosificadores de cloro líquido han tenido
importancia dentro del ámbito de las plantas de tratamiento y
más aun de la comunidad en general.
Los dosificadores que se utilizan en las plantas de
tratamiento desde siempre han sido caseros en los cuales
intervienen los operarios en su diseño y fabricación, lo
único que les importa es su funcionamiento y los del mercado
suelen colmatarse fácilmente.
40
4.2. Análisis de tipologías
4.2.1. Encontradas actualmente en las plantas de
tratamiento
FIG 1 (Imagen dosificador. Marsella)
FIG 2 (Imagen dosificador de balboa)
41
Descripción
Estas tipologías son las encontradas actualmente en las
plantas de tratamiento cumpliendo las funciones de
almacenamiento y dosificación del cloro. Tienen
características antihigiénicas, materiales no idóneos para el
proceso y difícil de manipular. Los materiales son un equipo
de venoclisis y una botella plástica cuñada con un trozo de
palo para formar el ángulo y garantizar el goteo, el otro se
encuentra solamente con una llave terminal sujetada a un tubo
de pvc. Se han llegado a estas soluciones ya que los del
mercado no la satisfacen la necesidad primordial.
Simbólico
comunicativo
El dosificador de cloro va dirigido a
funcionarios u operarios del sector de la salud
(calidad del agua).Es un elemento que comunica y
ejecuta el funcionamiento eficaz de la solución
de cloro para las plantas de tratamiento y el
consumo humano.
En este caso no se identifica que sea un
dosificador por sus materiales y posicionamiento
ya que tiene que ser un componente social que
comunique limpieza y confiabilidad.
Es un componente social ya que es en beneficio de
toda la comunidad en general para su diario vivir
y ante todo su salud.
42
Estético
formal
El dosificador es un objeto sin tecnología, pero
trata de mostrar por medio de sus formas un
elemento liviano de formas básicas y texturas
lisas no muy adecuadas para el tipo de usuario al
que va dirigido, por otro lado como se menciona
anteriormente es muy artesanal por esto sus
materiales y apariencia no es la más llamativa,
esto se debe a que el lugar en donde se encuentra
no necesitaría ser algo estético pero si
funcional.
Las formas básicas que posee son de una botella
de plástico y un palo que ayuda a sostener y a
darme el ángulo para poder gotear.
Además una llave terminal con un tubo de pvc no
aparenta nada de funcionamiento y estética.
Práctico El elemento donde se almacena la sustancia como
se puede ver es muy práctico para la función,
tiene un terminal en tubos de pvc con una
manguera y adicional a esto una llave para el
goteo. El palo con que sostiene la botella es el
mismo que me da los ángulos de goteo en cuanto a
la parte ergonómica porque es muy dispendioso
para el operario estar moviendo adivinando casi
donde es la medida y malas posiciones.
La llave terminal se maneja de una forma muy
sencilla, pero se distorsiona mucho por las
diferencias de caudales, además de esto es muy
43
incómoda la manipulación
Por el lado del mantenimiento es sencillo porque
se pueden quitar las piezas y fácilmente lavarlo
para mejorar su presentación.
4.2.2. Situación encontrada en el mercado.
FIG 3 (Imágenes de internet)
Descripción
Los dosificadores de cloro líquido en el mercado son
contenedores muy grandes y por sus materiales su ciclo de
vida es muy corto, por todas sus características y objetos
adicionales los hacen ver muy pesados
44
Simbólico
comunicativo
Estos dosificadores de cloro líquido son
elementos completos en cuanto a tecnología y
dispositivos necesarios para el funcionamiento.
Esto ha ayudado mucho a que los operarios
interactúen con ellos pero volviéndolos esclavos
de su manejo. Han sido financiados por los
gobernantes del Departamento.
Estético
formal
En cuanto a lo formal como se ven en las imágenes
son objetos muy atacados en cuanto a su tamaño y
formas. Cuenta con formas muy básicas, los
colores no son llamativos para la gente, pero a
la vez manejando la coherencia con el entorno. Su
parte estética no es buena y difícilmente se
identifica la función.
Práctico En cuanto a lo práctico se debe de manejar por
personas especializadas con sus respectivos
elementos algo pequeños y de cuidado para su
fácil funcionamiento.
Todos sus elementos son muy buenos ya que
depositan confiabilidad para la planta y el
mantenimiento de cada uno de los componentes debe
ser realizado por profesionales en cuanto a las
partes tecnológicas para evitar accidentes.
45
Como todo diseñador, luego de la evaluación se llego a la
idea de que siempre tiene que haber una forma mejor y se dice
que el cloro liquido es el método más económico para mantener
el agua potable y poder ser consumida, la meta es desarrollar
un dispositivo que cumpliera varios requisitos; entre ellos
que fuera muy fácil de usar, que se adapte a las necesidades
del usuario.
4.2.3. Análisis comparativo de tipologías
TIPOLOGÍAS SIMBOLICO
COMUNICATIVO
ESTÉTICO
FORMAL
PRÁCTICO
Encontradas
actualmente
en las
plantas de
tratamiento
Ayuda a la
potabilizació
n del agua en
forma cacera.
No es
estético
visualmente
ya que
manejan
materiales no
idóneos con
formas
bruscas.
El tamaño y la
simplicidad del
elemento
permiten que
este sea de
fácil
manipulación.
46
Encontradas
en el
mercado
Muestra más
tecnología y
avance pero a
la vez
muestra la
limitación de
muchos de sus
componentes.
Formalmente
son grandes,
por esta
razón resulta
compleja su
accesibilidad
a las plantas
de
tratamiento y
por tantos
objetos en
uno solo se
vuelve muy
pesado
visualmente.
Su forma es
muy simple
sin embargo
se presta
para la
necesidad
básica
Los operarios
tienen la manera
de interactuar
con los
elementos
tecnológicos que
le brinda el
dosificador,
teniendo en
cuenta a la vez
no solo la parte
teórica sino la
práctica. Por el
diseño interior
del objeto
permite cierta
individualidad
entre ellos para
evitar daños a
la hora de ser
manipulado.
47
4.2.4. Conclusión del análisis
Son alternativas que vienen desde las más baratas y
caseras hasta las más costosas e industrializada, por
sus características en cuanto a tecnología y materiales
didácticos que cada una emplea.
Sus formas, colores y tamaños son completamente
diferentes unos de otros, unas reflejan sobriedad y
elegancia, otras por el contrario muestran humildad.
4.3. Pliego de Condiciones de Diseño
El dosificador de cloro debe de ofrecer soluciones simples
que contribuyan al mejoramiento de las plantas de tratamiento
y casetas tanto rurales como urbanas. Es por esto que se ha
llegado a la conclusión de que todos los establecimientos
tengan un mismo dosificador de cloro funcional y estético
para su manejo.
Los dosificadores que se encuentran actualmente son
fabricados con materiales muy caseros lo que se pretende es
lograr industrializarlo pero conservando sus mismos
principios de funcionamiento y atributos aprobados en la
actualidad del actual para mejorar en su operatividad
ergonómica, interrelación con el hombre y técnicamente debe
48
lograr mejoras en su funcionamiento interno con un aspecto
formal estético.
Se desarrollara un dosificador de cloro en acrílico con
medidas de 20cm x 30cm en todo su estructura sujetado a la
pared en las plantas de tratamiento y casetas rurales entre
el tanque de la solución y el tanque de almacenamiento a 70
cm del piso para una mejor visualización del proceso y una
fácil adaptación a las condiciones del sitio de
desplazamiento.
Su peso está distribuido en que el contenedor almacene 4
litros de solución y adicional a esto su tecnología de
llenado por medio de un sistema de absorción y su goteo
permanente por una llave.
El contenedor está sujeto a la estructura se hace más
promiscuo a la limpieza.
Tendrá una entrada principal en la parte superior (cloro con
agua) la cual me garantizan permanencia de la sustancia sus
diámetros son 5 mm con su respectiva manguera.
Debe ser 100% seguro y muy confiable en su medición
Para que el dosificador de cloro líquido tenga sentido
contaremos con capacitaciones a los operarios de dichas
entidades encargadas del tema y con la reciprocidad de un
diseño flexible, dinámico e industrializado.
49
Los materiales tienen que ser fuertes a la sustancia de cloro
es por esto que se trabajara la estructura en polietileno de
alta densidad garantizando un ciclo de vida y sobre todo su
economía.
4.4. Requerimientos y parámetros
REQUERIMIENTOS DETERMINANTE PARÁMETRO
DE USO
Deben
interactuar
tanto los
operarios como
los
funcionarios
de las
plantas.
Debe ser claro
a la hora del
uso, es decir,
que no
necesite de
ningún tipo de
manual.
No personas
foráneas a la
empresa
Después de sus
respectivas
capacitaciones
los operarios y
funcionarios
deben de
manejarlo
solos.
50
DE CONTEXTO
El elemento es
de uso
interior
El espacio
puede ser
amplio o
pequeño
Espacios
cerrados para
un mejor
funcionamiento
y protección a
la sustancia.
El espacio debe
de ser mínimo
de 40cm x40cm
DE FORMA
El elemento
debe ser de
formas ovoides
y colores
claros.
Su tamaño debe
ser pequeño
para ser
fácilmente
transportado a
cada uno de
los lugares.
Debe ser de
formas
orgánicas que
emitan
conceptos de
liviano,
tranquilo y
confiabilidad
Modular para
una mejor
limpieza.
51
DE ERGONOMÍA
Puede ser
manipulado
por adultos
teniendo en
cuenta que se
almacena una
sustancia muy
corrosiva.
Se deben tener
en cuenta
todas las
medidas
Debe ponerse
un elemento
protector para
la
manipulación
de este.
Deben de tener
equipos de
protección al
ser maniobrado
Debe de tener
una altura
adecuada para
su
funcionamiento
de 1.7 m cm del
piso
Debe
identificarse
los factores de
riesgo y hacer
su receptiva
aplicación con
respecto a esta
sustancia.
52
DE FUNCIÓN
Debe ser de
fácil
transporte y
ubicación en
la pared.
El elemento
debe
satisfacer las
funciones
necesarias
para las
plantas de
tratamiento
con la
dosificación
de la
sustancia.
Objeto compacto
y en la parte
superior
estructura
modular para
ser lavado y
del mismo modo
llenado y
vaciado
Debe tener una
regla medidora
y una
indicación de
valores en la
parte de la
llave
53
MATERIALES Y
TECNOLOGÍA
Deben ser
materiales
resistentes a
la sustancia,
duración del
ciclo de vida
y a caídas
pvc
54
5. ESTRATEGIA METODOLÓGICA
Cada problema de diseño planteado necesita que se ponga a
punto un esquema metodológico previo y una planificación.
Ambos formarán parte del estudio y variarán en función del
mismo (tiempo invertido, medios y complejidad del problema).
Pese a la multiplicidad de los temas y pese a la variedad de
metodologías desarrolladas para cada uno de ellos, existen
unos cortes en el tiempo cuya ordenación es relativamente
idéntica ya que corresponde a las diferentes fases del
desarrollo de un estudio.
ANALISIS Y COMPARACIÓN
(1)
IDEAS TEORICAS/ MECANISMO Y
FUNCIÓN. (2)
PRUEBAS TEÓRICAS
(3)
REVISIÓN Y AJUSTE
(4)
PRUEBA IN SITU.
(5)
DESARROLLO DE ALTERNATIVAS
(7)
DESARROLLO DE PROTOTIPO
(8)
CONCEPTO (6)
55
1) análisis y comparación
Después de haber analizado las tipologías del mercado y los
actuales dosificadores de las plantas de tratamiento se llego
a la conclusión de diseñar e industrializar un dosificador de
cloro que cumpliera con los requerimientos exigidos por los
operarios y entidad, más que eso fuera funcional para su
labor, se realizarán varias visitas de campo en donde se
observara que lo primordial es el goteo que se genera
dependiendo de la turbiedad del agua.
Se llevará a cabo comparaciones de las diferentes llaves las
cuales tienen los dosificadores de cloro para mirar cual me
puede garantizar un goteo permanente de la sustancia durante
el proceso, lo mismo sucederá con la forma de los
contenedores ya sea sobre una superficie o suspendidos.
2) ideas teóricas / mecanismo y función
En una planta de tratamiento del municipio de Marsella en
donde el dosificador de cloro funcionaba con una botella
plástica posicionada con un ángulo el cual garantiza un
goteo, otro idea fue una llave terminal adicionaba a un
tanque de almacenamiento y una tercera era un equipo de
venoclisis sujetado a dicha pared.
Teniendo todo esto en cuenta se diseñara un dosificador de
cloro con un contenedor cualquiera, teniendo presente que la
llave del venoclisis era la que mas garantizaba el goteo.
56
Los operarios de la zona son muy esclavos de su trabajo ya
que por motivos de acabada la sustancia tiene que llenar de
nuevo y por su mala calidad de los contenedores; se pensará
en un mecanismo de llenado automático en donde cada vez que
la sustancia vaya bajando su nivel él se llene de nuevo y una
llave reguladora.
3) Pruebas
Se realizarán varias simulaciones con llaves de venoclisis,
de tres puertos, y llaves terminales para mirar cómo se
comportan dependiendo de la turbiedad y calidad del agua.
También se hará una prueba para mirar cuando el agua está en
una turbiedad normal cuanto se gasta para así poder elaborar
el volumen del tanque.
4) Ajuste y revisión
Se acomodo el diseño del dosificador de cloro a la llave del
venoclisis, lo que se pretende es que su funcionamiento sea
idóneo y después de tener materiales de mala calidad y sin
estética pueda ser comercializado cumpliendo su misma
función.
Sus ajustes se llevarán a cabo después de cada una de las
pruebas a los que se someterán para ver su respectivo
funcionamiento de mecanismos y ensambles. En cuanto a su
revisión los operarios estarán pendientes de su
57
funcionamiento y después de armado se hará un reconocimiento
de cada una de sus piezas.
5) prueba in situ
Esta prueba se llevara a cabo en la plata de tratamiento del
Municipio de Pueblo Rico Risaralda en donde se adicionara
el mecanismo de la cisterna, una botella con su respectiva
llave, el operario tiene que tomar sus pertinentes muestras
para mirar que eficaz es el mecanismo moviendo su llave; debe
arrojar resultados positivos para así ser montado en las
plantas donde lo requieran.
6) concepto
El concepto surgirá a partir de una serie de problemas
localizados en las plantas de tratamiento, los cuales
llegarán a una solución técnico/formal para su mejoramiento.
Confiabilidad encerrara una serie de ítems para desempeñar
funciones requeridas en las cuales estará diseñado, su forma
y su mecanismo garantizarán el cumplimiento de los requisitos
en un ambiente específico durante cierto periódo.
7) Desarrollo de alternativas
Se elaborarán dos maquetas las cuales sus formas deben ser
dinámicas, pero no haciendo mucho énfasis en su estructura
58
sino en su funcionalidad, revisando, invirtiendo y
corrigiendo con mi asesor cada uno de sus componentes. Hasta
llegar a la propuesta final.
8) Desarrollo del prototipo
Se llegará a la propuesta final diseñando su forma pensando
en la analogía del agua y por ende su color azul, será
transparente para la visibilidad de la sustancia, sus medidas
serán requeridas por funcionarios, para una mejor
visualización del proceso y una fácil adaptación a las
condiciones de las plantas de tratamiento, se ha pensado en
materiales como fibra de vidrio en su estructura y
sujetador.
5.1. Cronograma
Creación de
anteproyecto
Diseño
Realización
Construcción
59
5.2. Conclusiones
El proyecto después de realizada la factibilidad económica se
llegó a la conclusión que es viable y rentable pudiéndose
llegar a una idea negocio esto se debe a que el gobierno en
este momento está dando gran parte de los recursos económicos
para el mejoramiento de las plantas y por ende a la calidad
del agua potable para consumo humano. Por otro lado, la
factibilidad de funcionamiento es real y se puede llevar a
cabo. Con respecto al entorno y a los mismos funcionarios
cambia su estilo de vida e intensifica más la interactividad
con el objeto llevándolos a familiarizarse con el nuevo
dosificador y viendo la amplia posibilidad que tienen para
adquirir conocimientos y depositar toda su confianza. Para
terminar, la factibilidad ambiental es representada muy bien
ya que maneja materiales fáciles y de bajo costo, no es
pesado, es de fácil manipulación y sobre todo de fácil
limpieza.
60
6. ETAPAS DEL DISEÑO
6.1. Concepto de diseño
Este proyecto fortalecerá las plantas de tratamiento y
ayudara a los operarios a no ser esclavos de su trabajo
reduciendo los costos de operación y con buen desempeño en su
parte funcional.
El concepto a manejar es gota de agua; el cual está sujeto a
una serie de detalles los cuales hace que el diseño sea
versátil a la hora de su funcionamiento, se verá reflejado en
los registros que llevan los operarios de cada una de las
plantas adicionando a ello la regleta de la parte interior
que me muestra cual es el volumen que hay, la regleta de la
llave del venoclisis que me regula las gotas de la solución,
la misma llave reguladora que funciona exitosamente y el
sistema de llenado automático que siempre se va a mantener en
un mismo nivel.
Todas estas características me garantizan confiabilidad,
seguridad, limpieza, transparencia, pureza entre otras y el
desarrollo de mi diseño satisfaciendo la necesidad primordial
de un goteo permanente y colocándolo a prueba para el bien
general y de la comunidad.
61
6.2. ALTERNATIVAS
Alternativa 1
Esta primera alternativa surge de la idea de botellas
plásticas de gaseosa las cuales funcionan en las plantas de
tratamiento haciéndola ver no muy llamativa para su función,
en su interior tiene el sistema de llenado automático de la
solución y en sus partes laterales llaves de tres puertos,
una de entrada y otra de salida, cómo podemos observar las
llaves están posicionadas arriba de la superficie del
contenedor lo cual me generaba una serie de residuos haciendo
que los puertos de entrada se colmaten fácilmente, las llaves
de tres puertos me generan tres goteos diferentes exigiendo
más los operarios y la misma calidad del agua. Se coloca en
una superficie plana.
62
ALTERNATIVA 2
Como segunda opción se genero otra forma la cual terminaba
más pequeña para acelerar el proceso, acá no se pensó en el
mecanismo de llenado, simplemente se le adicionaban los 4
litros que podían funcionar un día completo, la llave
reguladora es la del venoclisis que complementada con la
manguera me generaba el goteo, el sujetador es simplemente un
gancho, el cual se fijaba a la pared por medio de otro
dispositivo quedaba seguro. Se pensó que la forma del
contenedor era ruda y pesada para la manipulación de este, al
no tener el llenado automático generaba más atención durante
el proceso al operario, el gancho sujetador se podía despegar
fácilmente a la hora de ser manejado. En la parte donde va
sujeta la llave tiene una inclinación, lo cual me daba
inseguridad cuando la gente se desplazaba cerca.
63
ALTERNATIVA 3
Después de todos los análisis anteriores se llego a la
conclusión de que debería de ser terminada en punta para
generar una mayor presión de la solución almacenada, su color
azul y transparente para una mejor visualización, un sistema
de llenado permanente (cisterna, diseñándola pequeño para su
eficaz funcionamiento, y poder garantizar el llenado
permanente del dosificador, regleta en la parte de adentro
para controlar el volumen, llave reguladora y su carcasa
acorde con el diseño del contenedor y el sujetador
envolviéndolo todo para una mejor seguridad a la hora de su
manipulación.
64
6.3 Criterios de evaluación
Para la realización de esta tabla se tomaron en cuenta los
determinantes para llegar especificar cuáles de estas
alternativas se ajusta mejor y así llegar a la propuesta
final. La calificación se da en una puntuación de 1 a 5 donde
uno es la más baja y 5 la más alta.
REQUERIMIENTOS A1 A2 A3
Deben interactuar tanto
los operarios como los
funcionarios de las
plantas.
Debe ser claro a la hora
del uso, es decir, que no
necesite de ningún tipo
de manual.
3
2
3
3
4
5
El elemento es de uso
interior
El espacio puede ser
amplio o pequeño
5
3
5
3
5
4
65
El elemento debe ser de
formas ovoides y colores
claros.
Su tamaño debe ser
pequeño para ser
fácilmente transportado a
cada uno de los lugares.
2
5
3
5
5
5
Puede ser manipulado por
adultos teniendo en
cuenta que se almacena
una sustancia muy
corrosiva.
Se deben tener en cuenta
todas las medidas
4
4
4
4
4
5
Debe ser de fácil
transporte y ubicación en
la pared.
El elemento debe
satisfacer las funciones
necesarias para las
plantas de tratamiento
1
3
3
5
5
5
66
Conclusión
De acuerdo al anterior análisis de la tabla se llega a la
conclusión que la alternativa con mejor puntaje es la 3
porque cumple con la mayoría de los requerimientos básicos
para llegar a una buena repuesta de diseño.
con la dosificación de la
sustancia.
Deben ser materiales
resistentes a la
sustancia, duración del
ciclo de vida y a caídas
4
3
5
67
6.4 Propuesta final
68
6.4.1 descripción general
Dosificador de cloro diseñado para almacenar 4 litros de
solución, con un mecanismo de llenado automático para un
volumen constante y el operario ni vivir esclavo de eso, una
llave regulada dependiendo de la calidad del agua, su ciclo
de vida es aproximadamente de 3 años, y su mantenimiento es
periódico. Su forma y color traslucido para una mejor
visualización dependen de la analogía del agua.
ASPECTOS TECNICOS
Estos aspectos son bastante importantes dentro del
dosificador ya que son los que me dan la guía para suplir la
necesidad, es un elemento compacto totalmente; en la parte
superior solo con una abertura con su respectiva tapa sistema
de lavado, su estabilidad me la da el sujetador.
Contenedor con una capacidad de almacenamiento de 4 litros de
la solución, con una forma ovoide terminada en punta y en
parte superior una tapa para el sistema de lavado, color azul
y transparente para la visualización de la sustancia; su
proceso se lleva a cabo por inyección y ensamble en material
pvc.
Carcasa para la adición de la llave reguladora con espacio
amplio para la manipulación de esta, sólo la abertura por
donde sale la llave y en la parte de abajo orificio de salida
de la manguera, su forma es sencilla y de fácil manipulación,
69
color oscuro para que no se vea el proceso que se lleva en el
interior ni mucho menos parte de la llave, es llevado a cabo
por inyección y ensamble con el contenedor en material de
pvc.
Sistema de llenado automático, diseñado con una medida
estándar para el contenedor en forma reducida, su
funcionamiento consiste en que cuando el mecanismo este de
forma vertical está cerrado y el nivel del agua es lleno,
pasando a otro plano en el cual el nivel del agua se va
reduciendo el mecanismo está bajando lentamente abriendo la
llave transportadora del agua. Pensado en que el operario no
esté tan esclavo de su trabajo y este me garantice siempre
que el contenedor este lleno. Su proceso es llevado a cabo
por inyección con material de pvc ensambladas cada una de las
partes del mecanismo.
Una regleta en cm para medir el volumen de la solución dentro
del contenedor y otra enseguida de la llave para la
regulación del goteo dada en ml, proceso llevado a cabo por
soplado y laser para su escrito.
Sujetador en pvc con un grosor mayor que los anteriores
llevado a cabo por inyección y ensambles, muy seguro puesto
que envuelve por completo el contenedor, sujetado a la pared
por medio de 4 tornillos golosos a una altura de 1.7 metros
del piso.
70
ASPECTOS ERGONÓMICOS
El contenedor está diseñado de tal forma que se pueda hacer
un mantenimiento periódico de limpieza en la parte superior.
Su color azul y transparente para una mejor visualización de
la regleta.
El sujetador lo envuelve por completo para ser adicionado en
la pared para y darle una mayor seguridad con sus respectivos
tornillos a la hora de ser manipulado.
Su secuencia de uso es fácil de llevarla ya que se coloca el
contenedor en el sujetador y se conecta la manguera con el
tanque de almacenamiento se deja llenar y se regula la llave
dependiendo de la turbiedad del agua que se esté generando.
Analizando el manejo de los operarios con los respectivos
dosificadores de cloro líquido se veía la necesidad de
hacerlo suspendido en la pared a una altura aproximada de 1.7
metros del piso puesto que acá no se necesita hacer ningún
movimiento de la columna solamente involucramos las manos
para ser manipulado, sacado y lavado. Y el movimiento del
dedo pulgar es hacia ambos lados para la regulación de las
gotas.
ASPECTOS FORMAL ESTÉTICOS
Pensando en los diseños que los mismos operarios fabrican son
caseros por sus materiales y soluciones rápidas, pero su
funcionalidad es excelente. Se analizaron cada uno de ellos y
71
se llego al diseño final lo cual quería industrializarlo para
un mejor manejo y sobre todo la imagen de dicha entidad.
Su forma ovoide comunica movimiento y tranquilidad y todos
sus componentes ensamblados y con sus respectivas
características son de confiabilidad para el operario con un
funcionamiento eficaz, se diseño pensando en la analogía del
agua (gotas) y sobre todo terminara en punta para una mejor
circulación de la sustancia,
Su color azul representando el agua y gris oscuro para una
combinación acorde con el diseño; así mismo la carcasa de la
llave reguladora me brinda una mayor comodidad a la hora de
ser manipulada. Su mecanismo de llenado automático ira en la
parte de adentro solo con una abertura por donde entra el
líquido para hacerlo estético.
ASPECTOS ECONÓMICOS
Estos datos dados a continuación, son basados en un costeo
del prototipo real, teniendo en cuenta el material, el
mecanismo de llenado, la llave reguladora y el sujetador
El material es láminas de pvc la cual me da un buen resultado
frente a la sustancia almacenada allí, esta lámina es muy
económica y se pueden adquirir con mucha facilidad, hacer su
proceso de fabricación y ensamblado.
Hoja con un espesor de 0.4 y una medida estándar de 1.22 x
2.44 su precio es de 380.000; el diseño del dosificador con
72
todas sus piezas se construye en ¼ de lámina lo que equivale
a 60.000 mil pesos.
El mecanismo de llenado automático es la cisterna del inodoro
la cual es el mismo funcionamiento, diseñándose solamente más
pequeña en pvc este mecanismo va incluido en el ¼ de la
lámina.
La llave reguladora de la sustancia es diseñada en pvc con
medidas la cuales se encuentran ya estandarizadas en el
mercado.
El sujetador es en el mismo material pero de un grosor mayor
sacado de la misma lamina de pvc.
Todas estas piezas del dosificador de cloro son fabricadas en
¼ de lámina de pvc, lo cual equivale a 60.000 mil pesos más
la mano de obra.
ASPECTOS DE PRODUCCIÓN
La producción de la lámina de pvc (cloruro de polivinilo) es
un copolímero termoplástico que es formulado para obtener un
rango variado de propiedades. Es el material esencial
utilizado en la producción de productos plásticos debido a su
bajo costo, su excelente calidad y su amplia aplicación. El
PVC puede ser usado como un sustituto de materias primas
naturales tales como bronce, hierro, caucho, madera, cuero
genuino y telas. Este es moldeado con facilidad para adoptar
cualquier forma. Además, es resistente a la corrosión y la
humedad, a prueba de agua, resistente al ácido y álcalis,
73
fuerte, durable y con excelentes características
dieléctricas.
El PVC también puede ser impreso y estampado con modelos
artísticos, produciendo productos plásticos estéticos y de
mayor valor. Por lo tanto, el PVC es uno de los materiales
más importantes utilizado en la industria plástica, así como
también es un material indispensable en nuestra vida diaria.
El sistema de llenado, el sujetador y la llave reguladora se
fabrican en el mismo material.
74
6.4.2 funcionamiento de mecanismos
Llave reguladora
Figura 4
La llave de venoclisis es un sistema regulador de agua que se
genera al accionar una perilla, la cual tiene una inclinación
que me permite que la manguera se cierre o se abra más.
75
Cisterna
Figura 5
Este sistema tan solo requiere accionar una palanca para que
esta, de forma automática, descargue el agua, y después
vuelva a llenarse hasta un nivel en el que la cisterna está
preparada para ser usada de nuevo. Dispone de un flotador,
que actúa como sensor y que detecta cuándo ha llegado el agua
a su nivel de llenado máximo de la cisterna.
Mientras el líquido sale del flotador situado a la izquierda
se desplaza y hace que el dispositivo de palancas que regula
el cierre de la cañería de entrada de agua permita que se
abra el cierre poco a poco.
Una vez vaciada la cisterna el flotador está en el punto más
bajo lo que hace que la cañería de entrada esté abierta y
permita la entrada de agua de una forma rápida en el interior
76
de la cisterna. A la vez que esto sucede se cierra por un
mecanismo de palancas la válvula de salida de líquido hacia
el inodoro.
A la vez que sube el nivel del agua de la cisterna el
flotador se eleva, con lo cual el juego de palancas que actúa
sobre la válvula de la cañería de entrada hace que esta se
vaya cerrando poco a poco, estando preparado el sistema para
que el cierre de válvulas de entrada y salida sea total en el
momento el que el agua alcance el máximo nivel permitido.
Esta acción es puramente mecánica y automática, ya que nadie
interviene en la carga de agua en la cisterna ni indica
cuándo tiene que parar la inclusión de agua en el sistema.
77
6.4.3 Solución de detalles
Detalle 1
Empotrado en el sujetador
Detalle 2
Ensamble sujetado a la pared
78
Detalle 3
Contratuerca para mayor seguridad
Detalle 4
Regleta adjunta a la estructura y al mecanismo
79
Detalle 5
Mecanismo sujetado a la estructura
Detalle 6
Mecanismo abierto y cerrado
80
Detalle 7
Llave sujetada a la estructura
Detalle 8
Regleta para la regulación de la llave
81
Detalle 9
Ensamble de piezas
82
6.4.4 Correcciones y avances
LLAVE REGULADORA
83
SISTEMA DE LLENADO
FORMA DEL CONTENEDOR
84
CUBRIMIENTO DE LA LLAVE
SUJETADOR
cladesign
Stamp
cladesign
Stamp
85
6.4.5 Presentación en explosión
86
6.4.6 Planos técnicos
87
88
89
90
91
92
93
6.4.7 secuencia de uso
Perforación en la pared para la
ubicación del dosificador.
Colocamos
el
dosificador
de frente en
el respectivo
sujetador
94
Suministro de agua desde el
tanque de almacenamiento
Manipulación y graduación de la
llave
95
Desatornillamos la tapa para ser
lavado el contenedor
Sacamos el mecanismo
y la regleta del
dosificador.
Y hacemos su
respectivo lavado o
arreglo
96
Incorporamos de nuevo todo y
atornillamos
Operarios tomando nota
de las respectivas medidas
97
6.4.8 usabilidad y simulación
98
99
7. ETAPAS DE PRODUCCIÓN
7.1 Etapa del proceso productivo
100
7.2 Costos del modelo funcional
7.2.1 tabla de materia prima por unidad
MATERIA
PRIMA
DESCRIPCIÓN VALOR
UNIDAD
CANTIDAD TOTAL
Lámina
acrílico
1.20 x 1.8 200000 1/4 60.000
Llave
estándar 1000 1 1000
Mecanismo
de llenado
25000 1 15000
Regletas
1500 2 3000
Sujetador
10000 1 8000
tornillos
150 4 600
TOTAL
87600
101
7.2.2 tabla mano de obra
METERIA PRIMA
PROCESO TIEMPO PRECIO
dosificador
corte
moldeo
pegado
40 horas 42400
7.3 Manejo del dosificador
CANTIDAD TURBIEDAD
0.5 ml Baja
1 ml baja
1.5 ml normal
2 ml normal
2.5 ml alta
3 ml alta
Materia prima por unidad + mano de obra por unidad = costo indirecto de fabricación
$87.600 + 42400 = 130000
102
8. CONCLUSIONES
Con el diseño del dosificador de cloro se pretende
prevenir en las comunidades enfermedades transmitidas
por el consumo de aguas contaminadas.
Garantizar a operarios y personal administrativo el
funcionamiento eficaz y su confiablidad en el manejo del
dosificador.
Por bajos costos llegue a todos los acueductos rurales
del Departamento de Risaralda, mejorando la salud de
cada uno de sus habitantes.
El dosificador de cloro se desarrolla con tecnología
sencilla a la hora de su funcionamiento y manipulación,
lo cual implica bajos costos
Se puede mostrar como un elemento competitivo en el
mercado y muchas ventajas frente a los demás
dosificadores.
103
BIBLIOGRAFÍA
LIBROS
Técnicas sencillas de saneamiento básico y
ambiental aplicables en el medio urbano y rural,
santa fe de Bogotá D.C. 1991.
Editorial Gustavo Gili, Barcelona 1981, Bernd
Löbach, Diseño industrial.
Editorial Gustavo Gili, Barcelona, Bruno Munari,
¿Cómo nacen los objetos?
CARTILLA
Galal-Gorchev, H. Guías de la OMS para la calidad
del agua potable y evaluación de los riesgos para
la salud vinculados con los desinfectantes y los
SPD. Trabajo presentado en la Publicación OPS/ILSI
“La calidad del Agua potable en América Latina”
(1996).
Dosificadores de cloro liquido, marfi. 2005
PAGINAS WEB
www.invima.gov.co
www.col.ops-oms/saludambiental/saneamiento.ap
www.wikipedia.com glosario, febrero de 2009
www.carder.gov.co
www.quiminet/dosificadores-cloro
104
ANEXOS
