PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

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PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE CONTAMINANTES DESTINADA AL MEJORAMIENTO DE VERTIMIENTOS DENTRO DE UNA INDUSTRIA DE LÁCTEOS EN UBATÉ, CUNDINAMARCA JUAN CAMILO GALINDO MORALES MATEO PINZÓN POLANIA UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA BOGOTÁ D.C. 2019

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PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE CONTAMINANTES

DESTINADA AL MEJORAMIENTO DE VERTIMIENTOS DENTRO DE UNA

INDUSTRIA DE LÁCTEOS EN UBATÉ, CUNDINAMARCA

JUAN CAMILO GALINDO MORALES

MATEO PINZÓN POLANIA

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ D.C.

2019

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PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE CONTAMINANTES

DESTINADA AL MEJORAMIENTO DE VERTIMIENTOS DENTRO DE UNA

INDUSTRIA DE LÁCTEOS EN UBATÉ, CUNDINAMARCA

JUAN CAMILO GALINDO MORALES

MATEO PINZÓN POLANIA

Proyecto de grado para optar al título de:

INGENIERO AMBIENTAL Y SANITARIO

Director

Julio César Ramírez Rodríguez

Ingeniero Químico

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ D.C.

2019

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Nota de aceptación:

_________________________________

_________________________________

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_________________________________

_________________________________

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___________________________________

Director

______________________________

Jurado

Bogotá D.C., Octubre 2019

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Dedicatoria

Dedico este proyecto a cada una de las personas que fueron participes de este proceso, así como

a aquellas que aportaron de alguna manera a hacerme crecer como profesional en cuanto al

ámbito académico y ético. Por otro lado, quiero dedicar esta tesis a mi mamá Adriana Morales

por haber tomado el puesto de padre y madre; transmitiendo grandes enseñanzas, disciplina,

responsabilidad, respeto y por el amor brindado independientemente de las adversidades

presentadas.

A mi abuela por ser parte fundamental en mi vida y apoyarme en cada momento difícil, así como

por los consejos recibidos, su humildad y sencillez.

A mi abuelo por tomar ese lugar de padre y el enseñarme que, aunque las cosas se pongan difíciles

siempre hay un camino para poder seguir adelante.

A mi ahijado Samuel por llegar a mi vida y darme otro motivo para seguir adelante al permitirme

ser un ejemplo de persona para él.

A mis primos Jessica Rodríguez y Oscar Rodríguez por tomar ese lugar de hermanos

convirtiéndose en mis confidentes y consejeros en cualquier momento en que fue necesario.

Y finalmente a Dios porque a pesar de estar al borde de la muerte me ha dado fuerza y valor para

seguir adelante afrontando cada uno de los problemas y para ir en contra de aquellas personas

que pensaron que por mi condición nunca lo iba lograr.

Juan Camilo Galindo Morales

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Dedico este proyecto a mis padres Armando Pinzón Torrente y Melby Polania Palencia, quienes siempre me

acompañaron en mi formación profesional y personal, brindándome todo su apoyo, amor y comprensión de

forma incondicional, siempre creyendo y poniendo sus esperanzas en mí. A mi hermano Nicolás Pinzón

Polania quien me apoyó en diferentes momentos enseñándome siempre la responsabilidad y honestidad para

ser una mejor persona y un excelente profesional. A mi abuela Bertilda Palencia de Polania por sentirse

orgullosa de mí y siempre darme ánimos para solucionar diferentes problemas que se me hayan presentado.

Mateo Pinzón Polania

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Agradecimientos

Agradezco al cuerpo docente de la universidad de LaSalle; especialmente al ingeniero Roberto

Balda Ayala por ser participe en un gran porcentaje de mi formación académica, así como el

convertirse en un amigo incondicional. Así mismo agradezco a mi asesor de tesis Julio Cesar

Ramírez por su apoyo, dedicación y paciencia durante el proceso de investigación y la

elaboración de este documento; finalmente agradezco a mis amigos Felipe P, Felipe D, Cristian,

Manuela, María Adelaida y Jorge por su gran apoyo y lealtad hacia a mi

Juan Camilo Galindo Morales

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Quiero agradecerle a Dios por siempre estar a mi lado y siempre brindarme la energía, carisma

para enfrentar las diferentes situaciones que se me presentan a lo largo de la vida, agradecerle a

la universidad de LaSalle y a todos sus docentes por compartir todos esos conocimientos los

cuales contribuyeron para mi desarrollo profesional. Al ingeniero Julio Cesar Ramírez por

guiarnos y aconsejarnos en el desarrollo de este proyecto.

Mateo Pinzón Polania

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Resumen

En el presente trabajo de grado se plantea una propuesta para la prevención y control de

contaminantes destinada al mejoramiento de vertimientos dentro de una industria de lácteos en

Ubaté, Cundinamarca, cuya principal actividad es la producción y distribución de leche y de

productos alimenticios derivados de la misma como lo son queso campesino pasteurizado, queso

doble crema y el requesón; para así dar cumplimiento a la normatividad vigente. Se realizó un

estudio basado en dos componentes primordiales siendo uno de ellos la evaluación del proceso

productivo, así como la caracterización de vertimientos. Tras haber realizado un diagnóstico

respecto a los mismos se logró identificar grandes falencias en cuanto a las concentraciones de

diferentes componentes tales como fósforo, nitritos, nitratos y cloruros los cuales muestran valores

significativos y que sobrepasan los límites máximos permisibles establecidos en la resolución 0631

del 2015 los cuales fueron relacionados con problemáticas en el sistema de tratamiento de aguas

residuales actual que presenta la empresa que demuestran problemáticas en cuanto al diseño y

mantenimiento del mismo. Es por ello que se plantearon alternativas las cuales están centradas en

dos puntos principales los cuales son el proceso productivo y los vertimientos generados a partir

de este; en cuanto al primero de estos focos se establecieron actividades que permitieran el

disminuir los residuos líquidos generados como por ejemplo el generar nuevos productos a base de

estos elementos como lo son el requesón, mantequilla, jabones, entre otros. Por otro lado, se

estableció el modificar la planta de tratamiento de aguas residuales actual integrando unidades

como lo son rejillas, trampa de grasas, tanque de homogenización, flotación por aire disperso y

lechos de secado los cuales complementándose con la actividad a implementar dentro del proceso

productivo y el humedal artificial de flujo superficial libre con él cuenta ya la planta permita el

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cumplir con los límites máximos permisibles establecidos por la normatividad actual. Al plantear

estas alternativas se realizó un proceso de evaluación para cada una de estas identificando factores

de riesgo por medio del uso de matrices DOFA ( Debilidades, oportunidades, fortalezas, amenazas)

y de selección las cuales permitieron el identificar que la alternativa más adecuada en cuanto al

proceso productivo era el generar como subproducto el requesón a base del lactosuero lo cual

disminuiría en entre un 50 y 60% los valores de grasas y aceites contenidos en los vertimientos de

esta industria ya que este residuo es la principal fuente de estos componentes dentro de los mismos.

Teniendo en cuenta la evaluación de alternativas se estableció que lo más indicado era el plantear

un sistema de tratamiento de aguas residuales “PTAR” que permitirá el evitar sobrepasar los límites

máximos permisibles establecidos para el sector de elaboración de productos alimenticios y bebidas

presentados en la resolución 0631 del 2015; como punto de partida para esta alternativa se realizó

un balance de cargas en el que se contemplaron las unidades mencionadas anteriormente

permitiendo establecer los porcentajes de remoción mostrados igualmente en la normativa y que

se encuentran entre el 60% - 90% con respecto a cada uno de los parámetros que se visualizan de

igual forma en este documento logrando evidenciar la efectividad de implementar este proceso.

Tras realizar esto se procedió a diseñar las unidades de tratamiento (Rejillas, trampa de grasas,

desarenador, tanque de homogenización, DAF y lechos de secado) así como el proceso de

adecuación del humedal artificial de flujo superficial libre ya presenté en la industria. Para realizar

los planos correspondientes a la PTAR diseñada para la industria mostrando su distribución en el

terreno de esta, identificando cada uno de los elementos de la misma.

Palabras clave: Industria de lácteos, proceso productivo, vertimientos, contaminantes,

prevención, Impacto ambiental.

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Tabla de contenido

1.Introducción .......................................................................................................................... 24

2.Objetivos ............................................................................................................................... 27

2.1 Objetivo General ................................................................................................................. 27

2.2 Objetivos Específicos .......................................................................................................... 27

3.Marco de referencia .............................................................................................................. 28

3.1 Marco legal .......................................................................................................................... 28

3.2 Marco Teórico ..................................................................................................................... 30

3.2.1 Industria de alimentos ...................................................................................................... 30

3.2.2 Industria de lácteos en Colombia....................................................................................... 31

3.2.3 Planes de prevención y manejo de contaminantes.............................................................. 32

4. Metodología ......................................................................................................................... 37

4.1 Fase I – Diagnóstico ............................................................................................................ 38

4.2 Fase II – Planteamiento de alternativas ................................................................................ 40

4.3 Fase III – Planteamiento de la propuesta para la prevención de la contaminación y

dimensionamiento del sistema de control de la contaminación ................................................... 40

5. Resultados ............................................................................................................................ 42

5.1 Fase I – Diagnostico ............................................................................................................ 42

5.1.1 Descripción del proceso productivo ................................................................................. 42

5.1.2 Descripción del sistema de tratamiento de aguas residuales actual .................................... 51

5.1.3 Eco balance del proceso productivo .................................................................................. 53

5.1.4 Caracterización fisicoquímica de vertimientos .................................................................. 56

5.1.5 Diagnostico – Normatividad vigente ................................................................................. 60

5.1.6 Identificación de puntos críticos ........................................................................................ 64

5.2 Fase II – Planteamiento de alternativas ................................................................................ 71

5.2.1 Planteamiento de alternativas ........................................................................................... 71

5.2.2 Matriz DOFA.................................................................................................................... 80

5.2.3 Matriz de selección de alternativas ................................................................................... 85

5.3 Fase III– Planteamiento de la propuesta para la prevención de la contaminación y

dimensionamiento del sistema de control de la contaminación .................................................. 89

5.3.1 Descripción alternativa seleccionada ................................................................................ 89

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5.3.2 Sistema de control de la contaminación - PTAR ............................................................... 97

5.3.2.1 Balance de cargas........................................................................................................... 98

5.3.2.2 Diseño – Unidades de tratamiento ................................................................................ 105

5.3.3 Costos superficiales ....................................................................................................... 125

6. Conclusiones ...................................................................................................................... 127

7. Bibliografía ........................................................................................................................ 129

8. Anexos ............................................................................................................................... 132

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Lista de tablas

Tabla No. 1 – Marco legal ......................................................................................................... 29

Tabla No. 2 – Proceso productivo para la elaboración de queso doble crema ............................. 44

Tabla No. 3 – Proceso productivo para la elaboración de queso campesino pasteurizado ........... 47

Tabla No. 4 – Proceso de lavado y desinfección ........................................................................ 49

Tabla No. 5 – Caracterización inicial correspondiente a los vertimientos ................................... 58

Tabla No. 6 – Segunda caracterización ...................................................................................... 59

Tabla No. 7 – Límites máximos permisibles – resolución 0631 del 2015 ................................... 60

Tabla No. 8 – Simbología estado actual en cuanto a la normatividad vigente ............................. 61

Tabla No. 9 – Diagnostico – Comparación normatividad vigente con los resultados obtenidos . 62

Tabla No. 10 – Matriz de identificación de puntos críticos ......................................................... 64

Tabla No. 11 – Niveles de riesgo – puntos críticos ..................................................................... 66

Tabla No. 12 – Punto crítico 001 - ILR ...................................................................................... 67

Tabla No. 13 – Punto crítico 002 - ILR ...................................................................................... 68

Tabla No. 14 – Punto crítico 003 - ILR ...................................................................................... 68

Tabla No. 15 – Punto crítico 004 - ILR ...................................................................................... 69

Tabla No. 16 – Punto crítico 005 - ILR ...................................................................................... 70

Tabla No. 17 – Matriz DOFA .................................................................................................... 81

Tabla No. 18 – Matriz DOFA No. 1 ........................................................................................... 81

Tabla No. 19 – Matriz DOFA No. 2 ........................................................................................... 82

Tabla No. 20 – Matriz DOFA No. 3 ........................................................................................... 83

Tabla No. 21 – Matriz DOFA No. 4 ........................................................................................... 84

Tabla No. 22 – Matriz DOFA No. 5 ........................................................................................... 84

Tabla No. 23 – Matriz de selección de alternativas .................................................................... 85

Tabla No. 24 – Matriz de selección ............................................................................................ 86

Tabla No. 25 – Viabilidad de alternativas .................................................................................. 87

Tabla No. 26 – Ciclo PHVA ...................................................................................................... 90

Tabla No. 27 – Aprovechamiento de subproductos – Inyección de suero ................................... 91

Tabla No. 28 – Aprovechamiento de subproductos – Producción de mantequilla ....................... 92

Tabla No. 29 – Aprovechamiento de subproductos – Producción de queso ................................ 93

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Tabla No. 30 – Ahorro de energía .............................................................................................. 95

Tabla No. 31 – Ahorro de agua .................................................................................................. 96

Tabla No. 32 – Almacenamiento de sustancias químicas............................................................ 97

Tabla No. 33 – Carga contaminante inicial ................................................................................ 99

Tabla No. 34 – Balance de cargas cribado................................................................................ 100

Tabla No. 35 – Balance de cargas cribado – trampa grasas I .................................................... 101

Tabla No. 36 – Balance de cargas trampa grasas I – trampas grasas II ..................................... 101

Tabla No. 37 – Balance de cargas trampa grasas II - desarenador............................................. 102

Tabla No. 38 – Balance de cargas desarenador – tanque de igualación ..................................... 102

Tabla No. 39 – Balance de cargas tanque de igualación - DAF ................................................ 103

Tabla No. 40 – Balance de cargas DAF – humedal artificial de flujo superficial libre .............. 103

Tabla No. 41 – Valores finales balance de cargas..................................................................... 104

Tabla No. 42 – Diseño cribado - rejillas ................................................................................... 105

Tabla No. 43 – Diseño trampa grasas en serie .......................................................................... 107

Tabla No. 44 – Unidades de conversión ................................................................................... 108

Tabla No. 45 – Diseño desarenador ......................................................................................... 108

Tabla No. 46 – Diseño vertedero sutro ..................................................................................... 108

Tabla No. 47 – Comportamiento vertedero sutro ...................................................................... 108

Tabla No. 48 – Aforo de caudales ............................................................................................ 110

Tabla No. 49 – Cálculo caudal acumulado real ........................................................................ 111

Tabla No. 50 – Caudal acumulado real .................................................................................... 111

Tabla No. 51 – Cálculo caudal acumulado de bombeo ............................................................. 112

Tabla No. 52 – Caudal acumulado de bombeo ......................................................................... 112

Tabla No. 53 – Balance tanque de homogenización ................................................................. 113

Tabla No. 54 – Diseño tanque de homogenización ................................................................... 114

Tabla No. 55 – Diseño DAF .................................................................................................... 115

Tabla No. 56 – Datos test de jarras .......................................................................................... 119

Tabla No. 57 – Calculo de dosis optima ................................................................................... 120

Tabla No. 58 – Diseño de lechos de secado de lodos ................................................................ 122

Tabla No. 59 – Valores estimados de la porosidad ................................................................... 124

Tabla No. 60 – Análisis superficial de costos ........................................................................... 125

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Listado de ilustraciones

Ilustración No. 1 – Trampa de grasas ......................................................................................... 52

Ilustración No. 2 – Lagunas ....................................................................................................... 52

Ilustración No. 3 – Humedal artificial de flujo superficial libre .................................................. 53

Ilustración No. 4 – Tipos de plantas acuáticas ............................................................................ 76

Ilustración No. 5 – Proceso productivo ...................................................................................... 91

Ilustración No. 6 – Sistema de bombeo ...................................................................................... 95

Ilustración No. 7 – Almacenamiento de sustancias químicas ...................................................... 96

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Listado de diagramas

Diagrama No. 1 - Metodología ................................................................................................. 37

Diagrama No. 2 – Diagrama de procesos – producción de queso doble crema ........................... 45

Diagrama No. 3 – Diagrama de procesos – producción de queso campesino pasteurizado ......... 48

Diagrama No. 4 – Diagrama de procesos – lavado y desinfección ............................................. 50

Diagrama No. 5 – Sistema de tratamiento de aguas residuales actual ........................................ 51

Diagrama No. 6 – Ecobalance queso doble crema ..................................................................... 55

Diagrama No. 7 – Ecobalance queso campesino pasteurizado ................................................... 56

Diagrama No. 8 – Planta de tratamiento de aguas residuales ..................................................... 77

Diagrama No. 9 – Producción de mantequilla ........................................................................... 93

Diagrama No. 10 – Producción de queso .................................................................................. 94

Diagrama No. 11 – Esquema DAF ........................................................................................... 118

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Listado de ecuaciones

Ecuación No. 1 – Conversión concentración a carga contaminante ........................................... 98

Ecuación No. 2 – Carga contaminante - DBO ........................................................................... 99

Ecuación No. 3 – Remoción de contaminantes ......................................................................... 100

Ecuación No. 4 – Conversión de unidades de caudal ............................................................... 109

Ecuación No. 5 – Caudal promedio .......................................................................................... 112

Ecuación No. 6 – Balance tanque de homogenización .............................................................. 113

Ecuación No. 7 – Ecuación de equilibrio químico .................................................................... 119

Ecuación No. 8 – Dosis de coagulante ..................................................................................... 121

Ecuación No. 9 – Dosis de floculante ...................................................................................... 121

Ecuación No. 10 – Dosis de coagulante ml/min ...................................................................... 121

Ecuación No. 11 – Dosis de floculante ml/min ........................................................................ 121

Ecuación No. 12 – Cálculo de lodos en base seca ................................................................... 122

Ecuación No. 13 – Lodos en base seca .................................................................................... 122

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GLOSARIO

Aguas residuales industriales: Son las aguas que proceden de cualquier actividad

industrial en cuyo proceso se utilice el agua ya sea de producción, transformación o

manipulación, incluyéndose los líquidos residuales, aguas de proceso y aguas de drenaje.

Cada tipo de actividad industrial, según el proceso, vierte un agua residual caracterizada

por una contaminación tipo determinada. (Codagua, 2017)

Aguas residuales no domésticas - ARnD: Son las procedentes de las actividades

industriales, comerciales, o de servicios distintas a las que constituyen aguas residuales

domésticas - ARD. (Resolución 0631 del 2015).

Análisis de viabilidad: Para las opciones seleccionadas, un estudio de viabilidad

analizará la viabilidad económica, técnica y ecológica. (ONUDI).

Aspecto ambiental: Elemento de las actividades, productos o servicios de una

organización que interactúa o puede interactuar con el medio ambiente (ISO 14001).

Carga contaminante: Es el producto de la concentración másica promedio de una

sustancia por el caudal volumétrico promedio del líquido que la contiene determinado en

el mismo sitio; en un vertimiento se expresa en kilogramos por día (kg/d). (Decreto 3930

del 2010).

Control y continuación: Probablemente el aspecto más significativo y desafiante es el

establecimiento de una forma sistemática de mejoramiento exitoso y continuo. Aquí se

necesita el control ambiental, el establecimiento de nuevas metas y objetivos y la

implementación continua. (ONUDI).

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Eco balance: Método estructurado de recopilación de flujos hacia el interior y exterior,

de recursos, materias primas, energía, productos, subproductos y residuos que ocurren en

una organización y en un periodo. (SDA).

Ecomapa: Herramienta de diagnóstico, sencilla y de fácil aplicación, que permite realizar

un inventario rápido de prácticas y problemas de múltiples variables mediante el uso de

figuras. (SDA).

Generación de opciones: a partir del análisis se generan las opciones de PML. Surgirán

algunas nuevas, creativas y/o ya muy conocidas, teniendo como objetivo una reducción en

la fuente por medio de buenas prácticas, modificación del producto o proceso, cambios

orgánicos, reciclaje interno o externo. (ONUDI).

Grasas y Aceites: Son todas aquellas sustancias de naturaleza lipídica que, al ser

inmiscibles con el agua, van a permanecer en la superficie dando lugar a la aparición de

natas y espumas. (Toapanta).

Herramientas de Diagnóstico: Permiten identificar y cuantificar las partes del proceso o

del ciclo de vida de la producción que afectan el ambiente: Revisión ambiental inicial,

balances de materia, hídrico, y de energía. (SDA).

Impacto ambiental: se entiende el efecto que produce una determinada acción humana

sobre el medio ambiente en sus distintos aspectos. El concepto puede extenderse, con poca

utilidad, a los efectos de un fenómeno natural. (Pollution, 2017)

Implementación: En este paso se implementan las opciones de PML. Ya sea después de

proceder con los pasos 1 a 4, pero muy a menudo se llevan a cabo las opciones

directamente sin el análisis de viabilidad detallado - cuando las ventajas y la viabilidad

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son obvias - o incluso sin la generación de opciones – toda vez que la colecta y la reflexión

de los datos ya hace visibles las opciones obvias de PML. (ONUDI).

Industria: La Industria es la actividad económica fundamental de sector secundario, que

se encarga de transformar los productos naturales (materias primas) en otros productos

elaborados y semielaborados.

Matriz DOFA: Establece debilidades y fortalezas en la planta y oportunidades y amenazas

del proceso con el entorno. (SDA).

Muestra compuesta. Es la mezcla de varias muestras puntuales de una misma fuente,

tomadas a intervalos programados y por períodos determinados, las cuales pueden tener

volúmenes iguales o ser proporcionales al caudal durante el periodo de muestras. (Decreto

3930 del 2010).

Organización: Persona o grupo de personas que tienen sus propias funciones y

responsabilidades, autoridades y relaciones para el logro de sus objetivos. (ISO 14001).

Política ambiental: Intenciones y dirección de una organización, relacionadas con el

desempeño ambiental, como las expresa formalmente su alta dirección. (ISO 14001).

Prevención de la contaminación: Utilización de procesos, prácticas, técnicas, materiales,

productos, servicios o energía para evitar, reducir o controlar (en forma separada o en

combinación) la generación, emisión o descarga de cualquier tipo de contaminante o

residuo, con el fin de reducir impactos ambientales adversos. (ISO 14001)

Producción Más Limpia: se define como la aplicación continua de una estrategia

ambiental preventiva integrada a los procesos, productos y servicios para aumentar la

eficiencia global y reducir los riesgos para los seres humanos y el medio ambiente

(ONUDI).

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Reúso: Es la utilización de las aguas residuales tratadas cumpliendo con los criterios de

calidad requeridos para el uso al que se va a destinar. (Resolución 1207 del 2014).

Sistema de gestión: Conjunto de elementos de una organización interrelacionados o que

interactúan para establecer políticas, y objetivos y procesos para el logro de objetivos.

(ISO 14001).

Sistema de gestión ambiental: Parte del sistema de gestión usada para gestionar aspectos

ambientales, cumplir los requisitos legales y otros requisitos, y abordar los riesgos y

oportunidades. (ISO 14001).

Usuario Generador del Agua Residual Tratada: Es la persona natural o jurídica que

genera las aguas residuales. (Resolución 1207 del 2014).

Usuario Receptor del Agua Residual Tratada: Es la persona natural o jurídica que

recibe y usa el agua residual tratada, pudiendo ser el mismo Usuario Generador o diferente

a este. (Resolución 1207 del 2014).

Vertimiento puntual: El que se realiza a partir de un medio de conducción, del cual se

puede precisar el punto exacto de descarga al cuerpo de agua, al alcantarillado o al suelo.

(Decreto 3910 del 2010).

Coagulante: Sustancias químicas que inducen el aglutinamiento de las partículas muy

finas, ocasionando la formación de partículas más grandes y pesada. (RAS, 2000)

Caudal de diseño: Caudal estimado con el cual se diseñan los equipos, dispositivos y estructuras de

un sistema determinado. (RAS, 2000)

Carga contaminante: Es el resultado de multiplicar el caudal promedio por la

concentración de la sustancia contaminante, por el factor de conversión de unidades y por

el tiempo diario de vertimiento del usuario, medido en horas. (Decreto 3930, 2010)

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Materia orgánica: Representa la parte más importante de la contaminación en aguas

residuales, aquella que agota el oxígeno disuelto, en AR, tiene una composición típica de

70% de sólidos suspendidos totales y el 40-45% de sólidos fijos, La materia orgánica está

compuesta de hidrógeno, oxígeno. (RIGOLA, 1990)

Procesos: Conjunto de actividades mutuamente relacionadas o que interactúan, las cuales

transforman elementos de entrada en resultados. (ISO 9000-2005)

Productos: Resultado de un conjunto de actividades mutuamente relacionadas o que

interactúan, las cuales transforman elementos de entrada en resultados. (ISO 9000-2005)

Tiempo de retención hidráulico: Tiempo medio teórico que se demoran las partículas de

agua en un proceso de tratamiento. Usualmente se expresa como la razón entre el caudal

y el volumen útil. (RAS, 2000)

Demanda biológica de oxigeno DBO: Mide la cantidad de oxígeno consumido en la

eliminación de la materia orgánica del agua, mediante procesos biológicos aerobios. En

general se refiere al oxígeno consumido en 5 días (DBO5) y se mide en ppm de O2. Cuando

el valor contenido es superior al límite, es indicativo de contaminación. (RIGOLA, 1990)

Demanda química de oxigeno DQO: Indica el contenido en materias orgánicas oxidables

en el agua y también se expresa en ppm de O2. Las aguas no contaminadas tienen valores

de la DQO de 1 a 5 ppm, o algo superiores. Las aguas con valores elevados de DQO.,

pueden dar lugar a interferencias en ciertos procesos industriales. (RIGOLA, 1990)

Nitritos: El nitrito es el radical univalente NO2 o un compuesto que lo contenga, tal como

una sal o un éster de ácido nitroso. Cuando el nitrito entra en el flujo sanguíneo, reacciona

con la hemoglobina y forma un compuesto llamado metahemoglobina. Este compuesto

reduce la capacidad de la sangre para transportar oxígeno. El nivel de oxígeno disminuye,

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y los bebés muestran síntomas de una enfermedad llamada metahemoglobinemia, también

conocida como “la enfermedad de los bebés azules”.

(LENNTECH, 2017)

Nitratos: El nitrato es un compuesto inorgánico compuesto por un átomo de nitrógeno (N)

y tres átomos de oxígeno (O); el símbolo químico del nitrato es NO3. El nitrato no es

normalmente peligroso para la salud a menos que sea reducido a nitrito (NO2). Este

compuesto es uno de los más frecuentes contaminantes de aguas subterráneas en áreas

rurales. Debe ser controlado en el agua potable principalmente porque niveles excesivos

pueden provocar metahemoglobinemia, o “la enfermedad de los bebés azules”.

(LENNTECH, 2017)

Fósforo: El fósforo es un elemento esencial en el crecimiento de plantas y animales.

Actualmente se considera como uno de los nutrientes que controlan el crecimiento de algas,

el fósforo se encuentra en aguas naturales y residuales casi exclusivamente como fosfatos,

los cuales se clasifican en ortofosfatos, fosfatos condensados (piro-, meta-, y otros poli

fosfatos) y fosfatos orgánicos. (AMBIENTAL, 2004)

Cloruros: El ion cloruro es uno de los iones inorgánicos que se encuentran en mayor

cantidad en aguas naturales, residuales y residuales tratadas, su presencia es necesaria en

aguas potables. En agua potable, el sabor salado producido por la concentración de

cloruros es variable. En algunas aguas conteniendo 25 mg Cl- /L se puede detectar el sabor

salado si el catión es sodio. Por otra parte, éste puede estar ausente en aguas conteniendo

hasta 1g Cl- /L cuando los cationes que predominan son calcio y magnesio. (ECONOMIA,

2001)

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23

Sólidos totales: Los “sólidos totales” se definen como la materia que permanece como

residuo después de la evaporación y secado a 103 - 105 °C. El valor de los sólidos totales

incluye materias disueltas (sólidos disueltos totales: porción que pasa a través del filtro) y

no disuelto (sólidos suspendidos totales: porción de sólidos totales retenidos por un filtro).

(AMBIENTAL, 2004)

Sólidos sedimentables: Sólidos sedimentables es la cantidad de material que sedimenta

de una muestra en un período de tiempo. Pueden ser determinados y expresados en función

de un volumen (mL/L) o de una masa (mg/L), mediante volumetría y gravimetría

respectivamente. (HIDROLOGÍA, 2007)

Page 24: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

24

1. INTRODUCCIÓN

Colombia actualmente ha establecido diferentes directrices con respecto al control de

contaminantes a nivel ambiental con el fin de disminuir los impactos negativos generados por estos

al entorno; Por medio de este estudio se busca el mantener controlada las emisiones de estas

sustancias al entorno por parte de las industrias mediante límites con respecto a diferentes

compuestos específicos que pueden generar problemáticas al medio y a su vez en la salud humana.

En el presente trabajo se lleva a cabo un análisis de diferentes componentes resultantes del proceso

productivo de una industria de lácteos ubicada en Ubaté, Cundinamarca estableciendo una

propuesta de prevención y control de estos en cuanto al mejoramiento de vertimientos buscando

dar cumplimiento de esta manera a la resolución 0631 del 2015 normatividad actual de control de

vertimientos en el país.

La industria para la que se realizó el presente documento corresponde a una industria de productos

lácteos ubicada en el municipio de Ubaté en Cundinamarca en la cual se produce queso campesino

pasteurizado , queso doble crema y requesón, que a su vez cuentan con un sistema de tratamiento

de aguas residuales ineficiente el cual presenta dentro del proceso únicamente una serie de canales

que llevan los residuos a un trampa grasas para terminar en una laguna de oxidación la cual no

cuenta con los componentes adecuados para su funcionamiento. Para la realización de esta

propuesta se verificó el cumplimiento de la normatividad mediante un análisis fisicoquímico en

cuanto a parámetros específicos tales como la Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5), Demanda

Química de Oxígeno (DQO), Sólidos Totales (ST), Sólidos suspendidos totales (SST), Sólidos

Sedimentables (SS), Grasas y Aceites (G&A), Nitritos (NO2), Nitratos (NO3), Fósforo (P) y

Cloruros (Cl).

Page 25: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

25

Así mismo basado en los resultados de los parámetros previamente analizados se realizó el

diagnóstico en cuanto al estado actual de la industria con respecto a vertimientos y cumplimiento

de la norma se refiere. Se realizó la descripción del proceso productivo en el cual se identificó a su

vez insumos, materias primas, recursos y residuos generados, permitiendo el establecer un eco

balance para cada una de las fases del sistema de producción; de esta manera se relacionó la

caracterización con el diagrama realizado para así identificar los puntos críticos logrando establecer

un sistema de tratamiento de aguas para los residuos líquidos producto de la industria obteniendo

como resultado la línea base para el desarrollo de este estudio. Partiendo de la línea base se plantean

las diferentes alternativas para disminuir la carga contaminante con respecto a los valores

presentados actualmente destinadas a dar solución a las problemáticas presentadas como lo son la

elaboración de nuevos productos a base del lacto suero el cual es un residuo generado en la etapa

de pasteurización en la fabricación de queso así como alternativas para disminuir la

concentraciones en los vertimientos del proceso productivo; para así establecer una matriz DOFA

en la cual se obtenga la alternativa más adecuada con respecto a las características previamente

analizadas en cuanto al proceso productivo y los vertimientos del mismo. Al establecer la propuesta

más adecuada se procedió al planteamiento del sistema de tratamiento de aguas residuales acorde

para tratar los subproductos de la industria el cual consta de un sistema de cribado , trampa grasas,

tamiz estático, tanque de homogenización, flotación por aire disperso y un humedal artificial con

el que ya cuenta la industria ; estas unidades en conjunto cuentan con su respectivo balance de

cargas el cual permite estimar los porcentajes de remoción de cada una de estas hasta llegar a no

sobrepasar los límites máximos permisibles establecidos por la norma. Tras esto se logra el obtener

un sistema que se acopla a las necesidades de la empresa permitiendo diseñar cada una de unidades

planteadas en está estableciendo de esta forma su dimensionamiento. Se realizó entonces el

programa de producción más limpia que en conjunto con el sistema de tratamiento de aguas

Page 26: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

26

residuales y el diagnostico previamente realizado permitió plantear la propuesta para la prevención

y control de contaminantes en cuanto a vertimientos se refiere dentro de esta industria.

Page 27: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

27

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL:

Obtener una propuesta destinada la prevención y control de vertimientos en una

industria de lácteos en el municipio de Ubaté, Cundinamarca.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

o Realizar el diagnóstico ambiental de la línea de producción de la industria de lácteos

para la identificación de insumos, materias primas y recursos con sus

correspondientes vertimientos permitiendo así la identificación de sus

características fisicoquímicas, puntos críticos y a su vez los impactos generados al

ambiente.

o Proponer alternativas mediante la utilización de metodologías tales como las

matrices de selección que faciliten la alternativa más acorde con el fin de disminuir

y controlar los vertimientos dentro de la industria.

o Establecer el dimensionamiento para la alternativa seleccionada destinada a el

planteamiento de sistema para el control de la contaminación.

Page 28: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

28

3. MARCO DE REFERENCIA

3.1 MARCO LEGAL

A continuación, en la tabla No. 1 se presentar la normatividad vigente con respecto a las industrias

y vertimientos las cuales son utilizadas como referencia para la realización del presente documento

ya que se consideran aspectos tales como valores máximos permisibles en cuanto a diferentes

compuestos, sistemas de gestión ambiental, impactos ambientales, entre otros.

NORMA ALCANCE ARTÍCULO

Ley 9 de 1979

del Congreso de

la república de

Colombia

Por el cual se

dictan medidas

sanitarias

Artículo 1: Para la protección del medio ambiente

se establece: b. Los procedimientos y las medidas

que se deben adoptar para la regulación,

legalización y control de los descargos de residuos

y materiales que afectan o pueden afectar las

condiciones sanitarias del Ambiente

Artículo 10: Todo vertimiento de residuos líquidos

deberá someterse a los requisitos y condiciones que

establezca el Ministerio de Salud, teniendo en

cuenta las características del sistema de

alcantarillado y de la fuente receptora

correspondiente.

Artículo 128: El suministro de alimentos y de agua

para uso humano, el procesamiento de aguas

industriales, excretas y residuos en los lugares de

trabajo, deberán efectuarse de tal manera que

garanticen la salud y el bienestar de los

trabajadores y de la población en general.

Artículo 400: Cuando las plantas elaboradoras de

productos lácteos dispongan de plantas enfriadoras

o pasteurizadoras, éstas deberán cumplir con los

requisitos establecidos para cada una de ellas.

Resolución

1207 del 2014

del Ministerio

de Ambiente y

Por la cual se

adoptan

disposiciones

relacionadas con

Artículo 6: De los usos establecidos para agua

residual tratada.

Page 29: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

29

Desarrollo

Sostenible

el uso de aguas

residuales tratadas

Resolución

0631 del 2015

del Ministerio

de Ambiente y

Desarrollo

Sostenible

Por la cual se

establecen los

parámetros y los

valores límites

máximos

permisibles en los

vertimientos

puntuales a

cuerpos de aguas

superficiales y a

los sistemas de

alcantarillado

público y se dictan

otras

disposiciones.

Artículo 2: Aguas Residuales no Domésticas -

ARnD.

Artículo 12: Parámetros fisicoquímicos a

monitorear y sus valores límites máximos

permisibles en los vertimientos puntuales de

aguas residuales no domésticas - ARnD a cuerpos

de aguas superficiales de actividades asociadas

con la elaboración de productos alimenticios y

bebidas.

NTC 750 del

ICONTEC

Productos lácteos.

Queso.

Numeral 4.1: El queso, de acuerdo con su

clasificación, debe cumplir con los requisitos

fisicoquímicos establecidos,

Numeral 4.2: Requisitos microbiológicos.

ISO 14001 de la

Organización

Internacional

de

Normalización

Sistemas de

gestión ambiental

requisitos con

orientación para

su uso.

Numeral 6: Planificación.

Numeral 7: Comunicación

Numeral 8.1: Planificación y control operacional.

Resolución

0330 del 2017

del Ministerio

de Vivienda,

ciudad y

territorio

Reglamento

técnico para el

sector de agua

potable y

saneamiento

básico - RAS

Artículo 184: Eficiencias de los procesos de

tratamiento

Tabla No. 1

Marco legal

Page 30: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

30

3.2 MARCO TEÓRICO

3.2.1 Industria de alimentos

Las industrias que están involucradas con la producción de alimentos, en este caso productos

lácteos, posee un gran problema de contaminación ambiental debido a que dependiendo de los

diferentes productos se generan diferentes tipos de contaminación, por lo cual se deben realizar

evaluaciones ambientales con el fin de esclarecer los impactos ambientales generados por este tipo

de industrias. La industria láctea genera diferentes tipos de contaminación como, por ejemplo,

contaminación atmosférica, generación de residuos sólidos y por último contaminación de cuerpos

hídricos debido a generación de efluentes líquidos.

En primera instancia la contaminación atmosférica se presenta debido a los generadores de vapor,

los cuales, por términos de costos, son calderas que trabajan a baja presión y que usan combustibles

como carbón o gas. La contaminación de los cuerpos hídricos se debe a que en este tipo de industria

se producen “diariamente una cantidad considerable de aguas residuales, que suele oscilar entre

4 y 10 litros de agua por cada litro de leche tratada, según el tipo de planta y productos que se

realicen” (Contaminación En La Industria Láctea, s.f.). “La mayor parte de estas aguas proceden

principalmente de la limpieza de aparatos, máquinas y salas de tratamiento, por lo que contienen

restos de productos lácteos y productos químicos (ácidos, álcalis, detergentes, desinfectantes,

etc.)” (Contaminación En La Industria Láctea, s.f.), por ende, los parámetros más importantes, a

medir, en las aguas residuales del sector industrial de lácteos son: presencia de sólidos suspendidos

totales (SST), demanda química de oxígeno (DQO), demanda biológica de oxígeno (DBO), acidez,

conductividad y por último grasas y aceites (GyA).

Teniendo en consideración lo expuesto cualquier tipo de contaminación emitidos hacia el ambiente

ocasiona la degradación de las características originales del suelo, agua o aire, por lo cual perjudica

tanto la biodiversidad presente a los alrededores de la industria láctea o simplemente también a la

Page 31: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

31

misma población aledaña, de esta manera siempre con el fin de realizar algún ejercicio de

producción donde se realicen vertimientos, emisiones o disposiciones se deben realizar

previamente un programa de producción más limpia y posteriormente de la parte residual no

aprovechable un tratamiento de los mismos con el fin de disminuir los impactos ambientales y

observar cómo la industria se va a desarrollar en los diferentes ámbitos económicos y ambientales.

La aplicación de estas tecnologías limpias busca contribuir en el proceso de desarrollo de la

industria láctea, logrando disminuir los impactos al medio ambiente por medio de los conceptos y

principios de producción más limpia como estrategia ambiental, social, económica y tecnológica.

Para cumplir con esto es importante realizar una revisión en el sistema de producción para

identificar en dónde se presenta la problemática (punto crítico del proceso) y cómo solucionarlo, a

continuación, se redacta posibles soluciones para la producción más limpia en una industria de

lácteos. Procesos para el aprovechamiento de las grasas: Para este proceso de aprovechamiento de

residuos grasos, se emplean procesos de saponificación, esta es la reacción de hidrólisis en un

medio alcalino, que consiste en la descomposición de un éster en alcohol y la sal alcalina del ácido

carboxílico. La mayor parte de las grasas naturales son ésteres de la glicerina con ácidos

carboxílicos alifáticos de cadena larga, por lo que se le suele llamar ácidos grasos. Por medio del

proceso de saponificación de estas grasas se logra obtener los jabones, que son las sales alcalinas

de los ácidos grasos de cadena larga.

3.2.2 Industria de lácteos en Colombia

Actualmente Colombia es uno los mayores productores de lácteos a nivel Latinoamérica ocupando

el cuarto lugar en cuanto a producción se refiere con un volumen aproximado 6640 millones de

litros anuales de acuerdo con datos suministrados por Procolombia. Así mismo este se caracteriza

y lo hace competir con otros países es su alta calidad con respecto a la leche que produce ya que

sus productos cuentan con porcentajes de proteína y grasa significativos los cuales son superiores

Page 32: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

32

a importantes productores como lo son Nueva Zelanda, Alemania, EE. UU, entre otros. Por otro

lado, se han presentado condiciones favorables en el sector, que han permitido que Colombia se

considerado un exportador a nivel mundial, que hasta hoy ha logrado llegar a nueve países y a su

vez exportar alrededor de US$23 millones. (PROCOLOMBIA, 2018).

Por otro lado, de acuerdo con datos suministrados por PROCOLOMBIA para el año 2018 dentro

de los listados de compradores se encuentran Venezuela con US$18,7 millones (80,2 % de

participación), Estados Unidos con US$3,2 millones (13,6 %), Chile con US$566.820 (2,4 %), y

Ecuador con US$286.154 (1,2 %). Así mismo Colombia produce e importa diferentes tipos de

lácteos tales como leche en polvo, leches saborizadas, quesos maduros y frescos, yogurt, leche

condensada y arequipe; los cuales son productos de alta calidad que garantizan un rendimiento

superior de la leche. Lo cual ha permitido al sector de los lácteos colombiano utilizar este insumo

en el tratamiento de una amplia gama de productos derivados del mismo en función de la demanda

del mercado internacional.

3.2.3 PLANES DE PREVENCIÓN Y MANEJO DE CONTAMINANTES

En los últimos años se han realizado gran cantidad de proyectos e investigaciones sobre el control

y prevención de contaminantes para así mejorar la calidad respecto a los residuos que son vertidos

al ambiente por parte de las industrias en especial las productoras de lácteos que se encuentran

presentes en algunos municipios; Estos proyectos se han presentado tanto a nivel nacional como

internacional un ejemplo claro de ellos es el proyecto de grado realizado en la Escuela politécnica

nacional en la ciudad de Quito, Ecuador titulado PROPUESTA DE UNA PLANTA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA EMPRESA ENVASADORA DE LECHE

DEL CANTÓN RIMUÑAHUI, PARA QUE CUMPLA CON LA NORMA TÉCNICA AMBIENTAL

(T.U.L.A.S.) la cual describe el proyecto de la siguiente manera;

Page 33: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

33

“Actualmente, en el municipio de Rumiñahui, todo tipo de actividad industrial está

presidida por leyes ambientales rigurosas que obligan a las industrias a cumplir ciertos

requerimientos, de acuerdo con el tipo de actividad industria, planteados en el Plan de

Manejo Ambiental de cada empresa. La fábrica envasadora de leche, por encontrarse

dentro del perímetro urbano del Municipio de Rumiñahui, está sujeta al acatamiento de la

norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes (Norma de Ecuador) por lo cual,

al observar que la empresa vierte directamente al alcantarillado público sus aguas

residuales, provenientes del lavado de los equipos, se considera que la empresa

envasadora de leche tiene la obligación de realizar un tratamiento adecuado a sus

descargas líquidas mediante una planta de tratamiento, que actualmente no dispone. Así

mismo se realizará un análisis del efluente contaminado en parámetros y concentraciones,

seguido del estudio del sistema de tratamiento para los vertimientos, en su totalidad,

mediante los resultados obtenidos en una simulación realizada a nivel de laboratorio; de

esta manera proponer la alternativa más adecuada para la implementación de dicho

sistema de tratamiento, ayudando de esta manera a que los parámetros del vertimiento se

encuentre por dejando de los máximos permisibles establecidos por la norma vigente.”

(Bueñado, 2015)

De acuerdo a lo mencionado se puede notar como el proyecto encaja directamente con el enfoque

que se le quiere dar al proyecto el cual es el controlar y disminuir la cantidad de contaminantes que

son vertidos al ambiente donde para este caso buscan el controlar los vertimientos mediante la

implementación de una planta de tratamiento de aguas residuales; para establecer estas alternativas

se debieron realizar estudios dentro del proceso productivo para identificar puntos críticos

Page 34: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

34

contaminantes y así mismo evaluar los impactos ambientales generados por los mismos. Estudios

realizados a su vez en la Corporación Autónoma Regional de Bolívar en otro proyecto de grado

titulado APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA EN EL

SECTOR METALMECÁNICO DE LA CIUDAD DE CARTAGENA el cual busca el implementar

diferentes métodos con el fin de disminuir la cantidad de contaminantes que son transmitidos al

ambiente mediante la producción más limpia proyecto en el cual se describe una metodología para

establecer estos programas dentro de las industrias metalmecánicas donde se describe por fases el

mismo de la siguiente forma “El recorrido inicia en la concepción de la idea del estudio a realizar

así como las razones que motivaron su elaboración. A continuación, se realizó un diagnóstico del

sector metalmecánico de la ciudad de Cartagena para evaluar el grado de homogeneidad entre

las empresas que lo conforman y los problemas que la atacan; de esta evaluación se escogió una

empresa para ser empleada como prueba piloto. Luego se realizó un análisis de los procesos

productivos con el fin de identificar los puntos críticos contaminantes y determinar su impacto

ambiental. Una vez identificados estos puntos se llevó a cabo un análisis detallado de los procesos

involucrados en ellos mediante de diagramas de recorrido, cursogramas analíticos, balances de

materia, entre otros, con el fin de generar un portafolio de posibles soluciones para los problemas

del sector metalmecánico.” (Sánchez, 2003). Mediante este proyecto se puede inferir como al

implementar este tipo de metodologías en el planteamiento de propuestas destinadas a la

producción más limpia se pueden generar una menor cantidad de residuos y destinándolo al fin de

este proyecto se podría el llegar a la realización de un planteamiento que permita el disminuir la

cantidad de vertimientos generados dentro del proceso productivo permitiendo así que luego de los

pertinentes estudios a realizar la cantidad de vertimientos a tratar sea menor disminuyendo de esta

manera los costos de operación con respecto al tratamiento de los mismos y a su vez también podría

Page 35: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

35

generar ganancias si los residuos tratados pueden ser luego incluidos de nuevo en el proceso

productivo bajo sistemas de recirculación.

Por otro lado, a nivel nacional también se ha trabajado con las industrias de lácteos sobre temáticas

de gestión ambiental englobando un conjunto de actividades o estrategias destinadas a prevenir

problemas ambientales; en la Universidad Distrital Francisco José de Caldas se planteó un proyecto

de grado titulado PROGRAMA DE GESTIÓN AMBIENTAL PARA LA EMPRESA DE

LÁCTEOS EL PORTILLO LTDA el cual se planteó de la siguiente manera:

“Se desarrollaron mediante una investigación de los diferentes aspectos ambientales que genera

la empresa. Dichos aspectos se identificaron mediante una metodología de estudio de caso

obteniendo información de documentos internos de la empresa complementándose con programas

de uso eficiente y ahorro de agua, programa y uso eficiente de la energía, programa de manejo

integral de residuos sólidos, programa de control de vertimientos, programa de control de

emisiones atmosféricas, programa de prácticas sostenibles y el programa de seguridad y salud en

el trabajo; Buscando así el disminuir las afectaciones que se puedan presentar en el medio

ambiente” (PRIETO, 2016). Al establecer un compilado de las temáticas mencionadas se pueden

proponer diferentes tipos de alternativas las cuales pueden estar centradas en modificar el proceso

productivo o en tratar los residuos que se producen como resultado del mismo; una alternativa que

se ha tenido en cuenta en varias industrias de lácteos es la instalación de una planta de tratamiento

de agua residual las cuales varían una de otras en cuanto a los procesos que estas manejan ya que

para este sector las industrias son muy variadas tanto como los productos resultado de las mismas

teniendo a su vez diferentes tipos de contaminantes tales como atmosféricos, residuos sólidos,

residuos tóxicos y peligrosos y vertimientos. La mayor parte de estas aguas proceden

fundamentalmente de la limpieza de tanques, maquinaria y salas de tratamiento, por lo que

contienen restos de productos lácteos y productos químicos utilizados dentro del proceso

Page 36: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

36

productivo; así mismo los parámetros con mayor importancia a analizar de acuerdo a el proceso

de elaboración de lácteos como lo son la DBO5, DQO, Fósforo, nitritos, nitratos y cloruros debido

a que la contaminación generada habitualmente es de origen organizo lo cual es fundamental para

establecer un sistema para el control de la contaminación.

Page 37: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

37

4. METODOLOGÍA

La ejecución de este trabajo se realizó en tres (3) fases, las cuales permiten el cumplimiento de los

objetivos específicos mencionados anteriormente los cuales a su vez darán respuesta a el objetivo

general planteado en este documento.

Diagrama 1:

Metodología

Page 38: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

38

4.1 Fase 1. DIAGNÓSTICO

En esta etapa se realizaron tres (3) visitas preliminares a la empresa de lácteos, En cada una de

estas se ejecutaron diferentes actividades, las cuales fueron divididas de la siguiente manera: en la

primera visita, se identificaron todos los insumos, materias primas y recursos utilizados en el

proceso de producción mediante información suministrada por el gerente de la industria y de

operarios de la misma, además de esto, se observó detenidamente y se elaboró un ecobalance de

cada una de las fases del mismo, esto considera la fase inicial de proceso, es decir desde la

recepción de la leche hasta la fase final que es el empaquetado del producto, en este caso queso así

como la primera toma de muestras para la caracterización inicial; en la segunda visita se realizó

una cuantificación de las aguas residuales generadas durante el proceso de producción y en cada

una de las etapas del mismo por medio de aforo de caudal al final de este, con el fin de conocer los

caudales de los vertimientos generados durante un día de producción y a su vez el segundo

muestreo para la segunda caracterización; en la tercera visita se identificaron los puntos críticos

del proceso de producción y de los mecanismos de tratamiento de aguas residuales. Toda esta

información fue recopilada con el fin de formular una línea base la cual fue guía para la realización

de la propuesta de producción más limpia y control de la contaminación. Es de aclarar que en la

visita número tres (3) también se realizó la evaluación de la zona en la cual se encuentra ubicada

la industria así como la obtención de información ligada al proceso productivo y actividades

previamente implementadas dentro de la empresa.

En el transcurso de las visitas dos (2) y tres (3) se realizó el análisis ciertos parámetros

fisicoquímicos en el Centro Tecnológico de Ambiente y Sostenibilidad (CTAS), tales como DBO5,

DQO, pH, grasas y aceites, nitratos, nitritos, turbiedad, fósforo, sólidos suspendidos totales y

sólidos sedimentables pruebas pensadas debido a que la contaminación generada por esta industria

habitualmente es de carácter orgánico y así evaluar si esta industria cumple o no de la normatividad

Page 39: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

39

vigente para el sector de elaboración de productos alimenticios y bebidas así como los posibles

impactos ambientales generados basándonos en los puntos críticos identificados. A continuación,

se describen el orden en el que se realizaron las actividades:

1. Visita técnica uno (1): Identificación del proceso productivo (Insumos, materias primas,

recursos, residuos, etc.) y toma de la primera muestra de tipo puntual en la descarga del

proceso productivo.

2. Elaboración de un ecobalance: Elaboración de un ecobalance para un caudal de 2 l/s en un

periodo de descarga de dos horas diarias de cada una de las fases del sistema de producción.

3. Realización de la primera caracterización de los vertimientos de la industria de lácteos

(DBO5, DQO, grasas y aceites, nitritos, nitratos, fósforo, sólidos suspendidos totales, y

sólidos sedimentables, pH y turbiedad) en el laboratorio “Centro Tecnológico de Ambiente

y Sostenibilidad” – CTAS.

4. Visita técnica dos (2): Cuantificación de residuos líquidos generados (caudales) mediante

aforo en los periodos de descargas suministrados por el área administrativa de la industria

y toma de muestras de tipo puntual para la segunda caracterización.

5. Realización de la segunda caracterización de los vertimientos de la industria de lácteos

(DBO5, DQO, grasas y aceites, nitritos, nitratos, fósforo, sólidos suspendidos totales, y

sólidos sedimentables, pH y turbiedad) en el laboratorio “Centro Tecnológico de Ambiente

y Sostenibilidad” – CTAS.

6. Visita técnica tres (3): Identificación de puntos críticos e identificación de mecanismos de

tratamiento de aguas residuales.

7. Formulación de la línea base mediante la recopilación de información.

8. Análisis con respecto a la normatividad y análisis de posibles impactos generados de

acuerdo con los puntos críticos establecidos.

Page 40: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

40

4.2 Fase 2. PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS

Considerando la línea base anteriormente formulada se procedió a plantear diferentes alternativas

para la formulación de la propuesta de producción más limpia (PML) y de control de la

contaminación en cuanto a vertimientos, por lo cual, se elaborará una Matriz DOFA para establecer

las debilidades, fortalezas y amenazas ambientales del proceso de producción y de los mecanismos

de tratamiento de aguas residuales, siguiente a esto, teniendo en cuenta los puntos críticos

anteriormente identificados se procedió a realizar un ecomapa con el objetivo de establecer

acciones que se establezcan de acuerdo tanto a las necesidades de la industria como a los beneficios

al medio ambiente en el que se desarrolla. Para finalizar esta etapa se elaboró una matriz de

selección teniendo en cuenta que el fin de esta propuesta es el disminuir y controlar la

contaminación de los vertimientos generados dentro de la empresa de lácteos. Las actividades

explicadas anteriormente se realizaron en el siguiente orden:

1. Planteamiento de alternativas a partir de los datos obtenidos de la línea base.

2. Elaboración de matriz DOFA (Establecimiento de fortalezas, debilidades y amenazas

ambientales) y elaboración de ecomapas.

3. Elaboración matriz de selección de alternativas.

4.3 Fase 3. PLANTEAMIENTO DE LA PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN DE

CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE

CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN

En esta fase se seleccionó la alternativa con mayor viabilidad basándose en los criterios

previamente abordados y a su vez dar solución a la problemática ambiental actual que afronta la

Page 41: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

41

industria; adicional a esto se utilizaron metodologías como el ciclo Planear, Hacer, Verificar,

Actuar “PHVA” y balances de cargas con respecto a los parámetros analizados para así determinar

la cantidad removida teóricamente de contaminantes por el sistema de control de la contaminación

a implementar y a su vez por cada unidad de tratamiento que lo compone complementándose

también con diagramas de flujo con los cuales se busca el completar la información previamente

obtenida; seguido a esto se realizó todo el dimensionamiento de cada una de las unidades de

tratamiento mediante la utilización de bases de cálculo que a su vez permitieron el desarrollar

esquemas dimensionar los datos previamente obtenidos para realizar posterior a ello pruebas de

laboratorio tales como el test de jarras para así determinar dosis óptima para complementar el

tratamiento dado por las unidades. Así mismo con la información obtenida hasta esta fase y el

sistema de control de la contaminación establecido se procedió presentar la propuesta definitiva

para la prevención y control de contaminantes. Las actividades antes descritas se organizan de la

siguiente manera:

1. Selección de la alternativa más adecuada para la industria de acuerdo con la línea base

elaborada.

2. Realización de balances de cargas para la selección de unidades de tratamiento.

3. Elaboración de hojas de cálculo para el dimensionamiento de las unidades de tratamiento.

4. Realización de pruebas de laboratorio – Test de jarras.

5. Realización de planos de vista en planta de la PTAR planteada como sistema de control de

la contaminación.

6. Presentación de la propuesta para la prevención y control de contaminantes dentro de la

industria de lácteos.

Page 42: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

42

5. RESULTADOS

A continuación, se muestran cada uno de los resultados obtenidos en el transcurso de la realización

de este proyecto los cuales corresponden a el producto de cada una de las actividades planteadas

en la metodología previamente propuesta.

5.1 Fase I – Diagnóstico

La fase de diagnóstico corresponde a la línea base del proyecto la cual permitió el establecer un

punto de partida para el visualizar las diferentes actividades a tener en cuenta para esta industria;

A continuación, se describe cada uno de los componentes y los resultados obtenidos por cada uno

de los mismos.

5.1.1 Descripción del proceso productivo

5.1.1.1 Proceso productivo para la preparación de queso doble crema

El proceso del que se obtiene el queso doble crema; el cual es el principal producto que se lleva a

cabo en esta industria. Esta actividad inicia con la recolección diaria de 4000 litros (L) de leche

almacenados en tinas de 1000 litros (L) cada una a temperatura ambiente (Alrededor de 20 oC) para

posteriormente ser procesados en lotes de 1000 litros (L) para completar la totalidad recolectada

en el transcurso de un (1) día, posterior a esto por medio de una bomba se lleva la leche a un tanque

de pasteurización donde primero se le agrega por cada 1000 litros (L) de materia prima 0,5 litros

(L) de ácido acético con el fin de acidificar la leche hasta unos 43° grados thorner (forma en la

que se expresa la acidez en la industria láctea), Esta se mezcla con el fin de generar una

homogeneidad para posteriormente ser calentada hasta que esta llega a una temperatura de 33°C

monitoreados cada minuto con el fin de sobrepasar la misma y cumplir con los estándares de

Page 43: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

43

calidad (consistencia, frescura y sabor) propuestos en esta industria; al alcanzar este valor se

procede a agregar el cuajo donde para prepararlo se agregan 15 g del mismo en un (1) litro (L) de

agua para finalmente ser mezclado con el producto previamente preparado. Al finalizar esta fase

del proceso productivo la cual dura alrededor de 45 minutos la mezcla es llevada a un cortador en

donde se procede a cortar la cuajada en pequeños trozos que serán introducidos posteriormente en

un tanque hilador el cual está sometido a una temperatura de 64 oC con el fin de que junto con unas

manijas ubicadas dentro del tanque mantengan en constante movimiento la cuajada hasta que esta

obtenga la textura del queso doble crema. Terminada esta etapa del proceso se pasa a la fase de

moldeo donde se colocan las piezas resultantes de la actividad anterior en cincuenta (50) moldes

donde cada bloque de queso resultante pesa alrededor de 2,5 kg cada uno; este proceso se realiza

de forma manual para luego de dejar reposar (1) una hora en un cuarto de frio para su posterior

empaquetado el cual se realiza al vacío.

En la tabla No. 2 se muestra de forma detallada el proceso productivo para la elaboración del queso

doble crema, así como los subproductos derivados de cada una de las fases del mismo.

QUESO DOBLE CREMA

Proceso Materias

Primas Insumos Productos Residuo

Tanque de

Almacenamiento

Leche

Cantidad:

1000 L

Mano de Obra

Energía

Eléctrica

Leche

Cantidad: 1000 L N/A

Caldera

Carbón

Cantidad: 0,24

Ton / día

Mano de Obra

Calor

Temperatura:

Variable

Cenizas

Gases de

Combustión

Tanque de

Pasteurización

Leche

Cantidad:

1000 L

Ácido Acético

Cantidad: 0,5

L

Mano de Obra

Calor

Temperatura:

37 oC

Cuajada

Cantidad: 150 kg

Suero

Cantidad: 50 L

Page 44: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

44

Agua

Cantidad:

Variable

Cuajo

Cantidad: 15 g

Cortador

Cuajada

Cantidad: 150

Kg

Mano de Obra Cuajada

Cantidad: 150 kg

Hilador

Cuajada

Cantidad: 150

Kg

Calor

Temperatura:

64 oC

Energía

Eléctrica

Mano de Obra

Queso Doble

Crema

Cantidad: 50

bloques de 2,5 Kg

c/u

Residuos solidos

Cantidad: 25 Kg

Bandeja de Moldeo

Queso Doble

Crema

Cantidad: 50

bloques de 2,5

Kg c/u

Moldes

Mano de Obra

Queso Doble

Crema

Cantidad: 50

bloques de 2,5 Kg

c/u

Queso Doble

Crema 50 bloques

de 2,5 Kg

Cuarto Frío

Queso Doble

Crema

Cantidad: 50

bloques de 2,5

Kg c/u

Mano de Obra

Energía

Eléctrica

Queso Doble

Crema

Cantidad: 50

bloques de 2,5 Kg

c/u

Zona de Empaque

Queso Doble

Crema

Cantidad: 50

bloques de 2,5

Kg c/u

Mano de Obra

Energía

Eléctrica

Plástico

Queso Doble

Crema

Cantidad: 50

bloques de 2,5 Kg

c/u

Residuos Sólidos

Cantidad: 0,5 Kg

Tabla No. 2

Proceso productivo para la elaboración de queso doble crema

Se presenta el diagrama de procesos correspondiente al proceso productivo para la elaboración de

queso doble crema.

Page 45: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

45

Diagrama No. 2

Diagrama de procesos de la producción del queso doble crema.

5.1.1.2 Proceso productivo para la preparación de queso campesino

La preparación de este producto es inconstante ya que este es únicamente cuando hay pedidos y

los valores en cuanto a materias primas varían de acuerdo con los mismos donde utilizando como

base pedidos anteriores se logró obtener la proporción de que por cada cien (100) litros (L) de leche

se obtienen 35 libras (lb) de queso campesino pasteurizado; el proceso productivo para la

preparación del queso campesino pasteurizado inicia desde el almacenamiento de la leche en un

tanque de 1000 litros (L) el cual mantiene está a temperatura ambiente aproximadamente 20 oC.

Page 46: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

46

Posterior a ello por medio de una bomba se pasa la leche a un tanque de pasteurización donde por

medio del vapor que emite una caldera gracias a la combustión de carbón se eleva la temperatura

a 82 grados centígrados (°C); tras alcanzar esta temperatura se agrega 475 gramos (g) de salmuera

por cada 40 L de leche la cual es una mezcla de 8 gramos (g) cloruro de calcio (CaCl2) y 40 litros

(L) de agua posterior a ello se disminuye la temperatura a unos 62 grados centígrados (°C) mediante

la circulación de agua fría por el tanque de pasteurización para así agregar un (1) gramo (g) de

cuajo por cada 100 L de leche. Se deja reposar para luego realizar el proceso de moldeo el cual se

lleva a cabo mediante lienzos los cuales darán estructura y consistencia a la masa del queso

campesino para finalmente realizar la acción del empaquetado la cual se realiza al vacío.

En la tabla No. 3 se muestra de forma detallada el proceso productivo para la elaboración del queso

campesino pasteurizado, así como los subproductos derivados de cada una de las fases del mismo.

QUESO CAMPESINO PASTEURIZADO

Proceso Materias Primas Insumos Productos Residuos

Tanque de

Almacenamiento

Leche

Cantidad: 1000 L

Mano de Obra

Energía

Eléctrica

Leche

Cantidad: 1000 L N/A

Caldera Carbón

Cantidad: 0, 24 kg Mano de Obra

Calor

Temperatura:

Variable

Cenizas

Gases de

Combustión

Tanque de

Pasteurización

Leche

Cantidad: 1000 L

Salmuera Cantidad

Cloruro de calcio:

200 g

𝐶𝑎𝐶𝑙2 =8𝑔 𝑥 1000 𝐿

40 𝐿= 200 𝑔

Agua

Cantidad: 40 L

Mano de Obra

Calor

Temperatura

Inicial: 82 oC

Temperatura

Final: 62 oC

Queso

Cantidad: 350 lb

Suero

Cantidad

Page 47: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

47

Cuajo

Cantidad: 10 g

𝐶𝑢𝑎𝑗𝑜 =1𝑔 𝑥 1000 𝐿

100 𝐿= 10 𝑔

Bandeja de Moldeo Queso

Cantidad: 350 lb

Moldes

Lienzo

Mano de Obra

Queso campesino

Cantidad: 350 lb

Cuarto Frío Queso Campesino

Cantidad: 350 lb

Mano de Obra

Energía

Eléctrica

Queso campesino

Cantidad: 350 lb

Zona de Empaque Queso campesino

Cantidad: 350 lb

Mano de Obra

Energía

Eléctrica

Plástico

Queso

Campesino

pasteurizado

Cantidad: 350 lb

Residuos

Sólidos

Cantidad: 30

L Suero

Tabla No. 3

Proceso productivo para la elaboración de queso campesino pasteurizado

Por otro lado, se presenta el diagrama de procesos correspondiente al proceso productivo para la

elaboración de queso campesino pasteurizado.

Page 48: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

48

Diagrama No. 3

Diagrama de procesos de la producción del queso campesino pasteurizado.

5.1.1.3 Proceso de lavado y desinfección

El proceso de lavado de los equipos y de las áreas en donde se realiza el proceso de producción

esta industria establece un riguroso proceso de limpieza el cual varía dependiendo del punto en el

cual se realiza. Comenzando el proceso de lavado y desinfección se realiza iniciando la jornada y

finalizando la misma el cual consiste en realizar una purga del tanque de pasteurización utilizando

agua caliente a 80 grados centígrados (°C) con el fin de eliminar todos los residuos que puedan

acumularse en esquinas dentro de esta operación. Posterior a ello se realiza enjuague de los demás

Page 49: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

49

equipos utilizando agua a temperatura ambiente (20 °C) para luego utilizar agua tibia la cual se

encuentra alrededor de 50 °C para limpiar cada uno de estos, así como paredes, techos, puertas,

accesorios, etc. Así mismo tras haber realizado este proceso se procede a realizar un nuevo

enjuague para eliminar posibles elementos que hayan quedado como resultado de las fases

anteriores.

LAVADO Y DESINFECCIÓN

Proceso Materias Primas

Insumos Productos Residuos

Tanque de

Almacenamiento

Agua

Variable

Mano de Obra

Temperatura:

Inicial: 20 °C

Final: 50 °C

Energía

Elementos de

limpieza

N/A

Vertimientos

2 L/s durante 1 hora en la mañana y 1,8

L/s en la tarde

Tanque de

Pasteurización

Agua

Variable

Mano de Obra

Temperatura:

80 °C

Energía

Elementos de

limpieza

N/A

Vertimientos

2 L/s durante 1 hora en la mañana y 1,8

L/s en la tarde

Bandeja de Moldeo Agua

Variable

Mano de Obra

Temperatura:

Inicial: 20 °C

Final: 50 °C

Energía

N/A

Vertimientos

2 L/s durante 1 hora en la mañana y 1,8

L/s

Page 50: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

50

Elementos de

limpieza

Cuarto Frío Agua

Variable

Mano de Obra

Temperatura:

Inicial: 20 °C

Final: 50 °C

Energía

Elementos de

limpieza

N/A

Vertimientos

2 L/s durante 1 hora en la mañana y 1,8

L/s en la tarde

Zona de Empaque Agua

Variable

Mano de Obra

Temperatura:

Inicial: 20 °C

Final: 50 °C

Energía

Elementos de

limpieza

N/A

Vertimientos

2 L/s durante 1 hora en la mañana y 1,8

L/s en la tarde

Tabla No. 4

Proceso lavado y desinfección

Por otro lado, se presenta el diagrama de flujo correspondiente al proceso productivo para la

actividad de lavado y desinfección.

Diagrama No. 4

Diagrama de procesos de lavado y desinfección

Page 51: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

51

5.1.2 Descripción del sistema de tratamiento de aguas residuales actual

La industria de lácteos cuenta actualmente con un sistema de tratamiento de aguas residuales el

cual no presenta un adecuado funcionamiento debido a que no tiene las condiciones sépticas y de

diseño con las que debería contar cada una de las unidades que lo conforman como lo son el tiempo

de retención, caudal de diseño y los componentes que las conforman; generando así impactos

ambientales tales como olores ofensivos, afectación del suelo, alteración del paisaje, entre otros.

Diagrama No. 5

Sistema de tratamiento de aguas residuales actual de la industria de lácteos

Este sistema de tratamiento de aguas residuales comienza con el recibimiento de los vertimientos

por medio de canales, proceso que se realiza de forma manual mediante la recolección de los

mismos en baldes que posteriormente son enviados a este punto. Luego de ello todos los residuos

pasan a una trampa ubicada a pocos metros del proceso productivo al cual no se le realiza ningún

tipo de mantenimiento permitiendo que las grasas se pasen al siguiente proceso afectando el

correcto funcionamiento del sistema y así mismo también se generen malos olores en la zona en

donde se encuentra tanto la mano de obra que se encarga de la fabricación del queso así como la

vivienda del gerente de la empresa de lácteos.

Page 52: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

52

Ilustración No. 1

Trampa de grasas

Seguido a esto los residuos pasan a unas lagunas las cuales no cumplen con los estándares de diseño

ya que no cuenta con componentes tales com una geomembrana que proteja al suelo de los residuos,

sino que encuentran en contacto con este directamente permitiendo la infiltración de los mismos

generando afectaciones al suelo debido al contenido de algunas sustancias utilizadas en el proceso

productivo para la elaboración de los diferentes productos de esta empresa.

Ilustración No. 2

Lagunas

Page 53: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

53

Los residuos pasan a un humedal artificial de flujo superficial ubicado a pocos metros de las

lagunas; el cual no cuenta con las características de diseño tales como una barrera impermeable

conformada por una capa de arcilla, arena y grava contando esta con una profundidad de entre 10

y 45 cm y no existe un control de las plantas dentro del humedal mediante el análisis de la rizosfera

(zona de interacción única y dinámica entre las raíces y los microorganismos presentes).

Ilustración No. 3

Humedal artificial de flujo superficial libre

5.1.3 Ecobalance del proceso productivo

A continuación, se presenta el ecobalance realizado para cada uno de los procesos productivos de

esta industria que fueron separados por producto debido a la diferencia en cuanto a materias primas

e insumos que se tienen para cada uno de ellos pudiendo influir en la cantidad de residuos generados

en diferentes puntos del proceso. En los esquemas mostrados posteriormente puede observar la

cuantificación mensual de las diferentes materias primas (entradas) y subproductos o productos

(salidas) en dicho proceso; considerando que el objeto del proyecto es disminuir los vertimientos

generado se realizó el balance de masas con respecto a este componente.

Page 54: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

54

En el diagrama No. 6 se observa el ecobalance para la producción de queso doble crema este

proceso se lleva a cabo cinco (5) días a la semana, considerando que es el queso con mayor

demanda, por ende, existe gran cantidad de residuos que salen del proceso. Primero se encontró un

elevado caudal de aguas residuales no domésticas (ARnD) y de residuos sólidos orgánicos, estas

ARnD poseen un pH ácido, debido a la adición de ácido acético y cuajo, que son indispensables

para la formación de la cuajada. Ya cuando pasa a la máquina hiladora y se forma el queso doble

crema, se disminuye en peso el queso, debido a que se le retira gran cantidad de humedad a la

cuajada la cual junto con diferentes residuos orgánicos son mezclados y salen por canaletas (zanjas)

de la empresa sin tratamiento alguno, contaminando por infiltración el suelo y finalmente los

cuerpos de agua receptores, debido a que la empresa no cuenta con ningún tipo de tratamiento para

la degradación de materia orgánica. En cuanto a los residuos aprovechables, estos corresponden a

diferentes trozos de plásticos que quedan de realizar el empacado del producto y no poseen un gran

tamaño, evitando que se pueda presentar algún tipo de reúso, de esta forma, no se realiza una

correcta disposición final de los mismos. Así mismo se realizan descargas de vertimiento diarias

durante dos horas de 2,0 L/s siendo el caudal máximo medido durante el proceso productivo las

cuales se evidencio en las horas de la mañana y en las horas de la tarde y que corresponden a la

actividad de lavado y desinfección de los diferentes equipo, espacios e implementos utilizados en

la fabricación de estos productos.

En comparación la producción de queso campesino pasteurizado (diagrama No. 7), este proceso

solo se lleva a cabo un (1) día a la semana y al ser un proceso productivo totalmente diferentes, el

caudal mensual de ARnD es menor, aunque la composición de este tipo de ARnD es un poco

diferente, considerando que posee una composición mayormente de salmuera. Por otro lado, este

tipo de producto debe estar debida conservado, de esta forma aprovecha los fluidos que desprende

el queso para su misma conservación. En cuanto a los residuos sólidos aprovechables, se repite la

Page 55: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

55

misma situación que con el queso doble crema, a diferencia que luego de cierto tiempo, pasado

tipo seis (6) meses, se deben cambiar uno lienzos de tela los cuales son utilizados para darle forma

al queso campesino pasteurizado.

Diagrama No. 6

Ecobalance producción de queso doble crema

Page 56: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

56

Diagrama No. 7

Ecobalance producción de queso campesino

5.1.4 Caracterización fisicoquímica de vertimientos

Para realizar el diagnóstico en cuanto a los vertimientos generados por la industria se realizaron

dos tomas de muestras una el mes de febrero y la siguiente el mes de mayo respectivamente con el

fin de establecer si en estos periodos se ven afectados de una u otra forma los resultados en cuanto

a la caracterización fisicoquímica se refiere. Posterior a ello para cada una de las muestras se realizó

una serie de mediciones de acuerdo con los principales componentes que se encuentran en los

vertimientos de una industria de lácteos de acuerdo al sector de elaboración de productos

alimenticios y bebidas dentro de la resolución 0631 del año 2015 tales como pH, conductividad,

Page 57: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

57

temperatura, oxígeno disuelto, turbidez DBO, DQO, grasas y aceites, nitratos, nitritos, fósforo,

sólidos suspendidos totales, sólidos disueltos totales y por último sólidos sedimentables.

Para establecer los lugares de muestreo se tuvo en cuenta aquellos puntos que podrían generar picos

más altos en cuanto a contaminación los cuales fueron:

Trampa de grasas: Este punto de muestreo corresponde a la salida de los vertimientos

generado por el proceso productivo, así como la entrada al sistema de tratamiento de aguas

residuales actual; el cual fue seleccionado de acuerdo con las características previamente

mencionadas en la descripción de este.

Piscinas o lagunas de estabilización: Este punto de muestreo corresponde a la salida de la

trampa de grasas, así como la entrada a las piscinas o lagunas de estabilización; este punto

fue seleccionado debido a las problemáticas en cuanto a diseño se refiere ya que se produce

una infiltración de los vertimientos al suelto debido a la ausencia de una geomembrana que

proteja a este.

Entrada al humedal artificial de flujo superficial libre: Este punto de muestreo

corresponde a la salida de las piscinas o lagunas de estabilización, así como la entrada a el

humedal artificial de flujo superficial libre; este punto fue seleccionado debido a las

problemáticas de diseño que esté presente y a la evidente infiltración de contaminantes en

el suelo debido a la ausencia de un geotextil que proteja el mismo.

Salida del humedal artificial de flujo superficial libre: Este punto de muestreo

corresponde a la salida del humedal artificial de flujo superficial libre y a sí mismo a los

vertimientos resultantes del sistema de tratamiento de aguas residuales actuales; este punto

fue seleccionado debido a que son los residuos que finalmente se vierten al cuerpo de agua.

Page 58: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

58

En la tabla No. 5, se muestran los resultados correspondientes a la primera caracterización de

vertimientos para cada uno de los puntos previamente descritos:

Puntos de muestreo

Parámetro Unidades Trampa de

grasas Piscinas

Entrada

Humedal

artificial de

flujo superficial

libre

Salida

Humedal

artificial de

flujo

superficial

libre

pH Unidades

de pH 6,64 3,4 4,5 5,08

Conductividad mS / cm 3,91 5 0,18 0,18

Temperatura oC 22,2 23,4 16,8 16,5

Oxígeno disuelto mg/L O2 4,92 1,37 1,65 1,42

Turbidez NTU 2170 1510 35,1 33,4

DBO mg/L O2 1540 1132 134,3 84,5

DQO mg/L O2 3850 3371 458 200

Grasas y aceites mg/L 2390 1350 120 83,2

Nitritos mg/L NO2 40 34,3 35,3 30,2

Nitratos mg/L NO3 35 32,4 33,1 29,4

Cloruros mg/L Cl- 1432 1239 845,4 844,7

Fósforos mg/L P 508 386 259 141

Solidos

suspendidos

totales

mg/L 1530 1420 173,4 168,3

Solidos

sedimentables ml/L 950 930 4,1 3,7

Tabla No. 5

Caracterización inicial correspondiente a los vertimientos de la industria de lácteos

Posteriormente se muestran los resultados obtenidos para la segunda caracterización la cual fue

realizada un mes después con el fin de observar si se mostraban variaciones significativas para cada

uno de los parámetros previamente mencionados permitiendo así el establecer acciones de mejora

en el proceso los cuales serán descritos más adelante.

Page 59: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

59

Puntos de muestreo

Parámetro Unidades Trampa de

grasas Piscinas

Entrada

Humedal

artificial de

flujo superficial

libre

Salida

Humedal

artificial de

flujo

superficial

libre

pH Unidades

de pH 6,43 3,9 4,7 5,6

Conductividad mS / cm 4,01 4,92 0,21 0,2

Temperatura oC 21,4 22,4 15,3 15,4

Oxígeno disuelto mg/L O2 5,01 1,54 1,83 1,74

Turbidez NTU 1983 1434 33,6 33,5

DBO mg/L O2 1734 1243 146,8 102,4

DQO mg/L O2 4335 3984 532 403,2

Grasas y aceites mg/L 2540 1634 152,4 74,3

Nitritos mg/L NO2 44,3 36,4 35,5 32,3

Nitratos mg/L NO3 37,2 35,5 33,7 30,4

Cloruros mg/L Cl- 1537 1344 934,6 898,9

Fósforos mg/L P 512,2 376,4 232,8 133,6

Solidos

suspendidos

totales

mg/L 1640 1520 183,4 178,6

Solidos

sedimentables ml/L 834 844,5 6,3 4,2

Tabla No. 6

Segunda caracterización correspondiente a los vertimientos de la industria de lácteos.

Tras haber realizados las dos caracterizaciones de laboratorio para la industria de lácteos se procede

a realizar el análisis con respecto a cada una de estas mediciones permitiendo posteriormente

plantear las alternativas necesarias para mejorar o en el peor de los casos corregir diferentes

problemáticas que se presenten en el proceso.

Page 60: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

60

5.1.5 Diagnóstico – Normatividad vigente

Para realizar la evaluación del proceso productivo en cuanto a las dos caracterizaciones realizadas

se tuvo en cuenta la normatividad colombiana vigente en cuanto a vertimientos se refiere que para

este caso se encuentra plasmada en la resolución 0631 del 2015 en la cual se establecen los

parámetros y límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de agua

superficiales y a los sistemas alcantarillado público con respecto a varios sectores donde para este

caso se centra en la elaboración de productos alimenticios y bebidas.

Así mismo de acuerdo con esta norma se presentan los límites máximos permisibles para cada uno

de los parámetros a analizados en cada una de las caracterizaciones realizadas para su correcto

conocimiento.

Resolución 0631 del 2015 Elaboración de productos

lácteos Parámetro Unidades

pH Unidades de

pH 6,00 a 9,00

DBO mg/L O2 250

DQO mg/L O2 450

Grasas y aceites mg/L 20

Nitritos mg/L NO2 Análisis y reporte

Nitratos mg/L NO3 Análisis y reporte

Cloruros mg/L Cl- 500

Fósforo mg/L P Análisis y reporte

Solidos suspendidos

totales mg/L 150

Solidos sedimentables mg/L 2

Tabla No. 7

Límites máximos permisibles – Resolución 0631 del 2015

Page 61: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

61

Posterior al haber presentado estos valores se procede a realizar el análisis de los resultados

obtenidos para cada una de las caracterizaciones realizadas con respecto a esta norma.

Para la primera caracterización en primer lugar se compararon los valores de la resolución 0631

del 2015 con los valores de salida del sistema de tratamiento de aguas residuales actual ya que es

el producto que se vierte directamente al cuerpo de agua. A continuación, se presentan los

parámetros que se encuentran dentro de los estándares de la norma, así como aquellos que

sobrepasan los límites máximos permisibles propuestos por esta.

Estado

actual Simbología Significado

Cumple Los valores se encuentran dentro del

rango normal establecido por la

normatividad vigente

No cumple Los valores sobrepasan el límite

máximo permisible establecido por

la normatividad vigente

Análisis y

reporte

No presentan límites máximos

permisibles dentro de la norma,

pero se solicita análisis y reporte del

mismo por presentar un riesgo

moderado al cuerpo de agua y por

ende al ambiente

Tabla No. 8

Simbología estado actual en cuanto a la normatividad vigente

Page 62: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

62

Resolución 0631

del 2015

Estado

actual Parámetro Unidades Caracterización

inicial

Segunda

caracterización

pH Unidades

de pH 6,1 6,4 6,00 a 9,00

DBO mg/L O2 102,4 84,5 250

DQO mg/L O2 403,2 200 450

Grasas y

aceites mg/L 74,3 83,2 20

Nitritos mg/L NO2 115 110 Análisis y reporte

Nitratos mg/L NO3 15,6 13 Análisis y reporte

Cloruros mg/L Cl- 898,9 844,7 500

Fósforos mg/L P 133,6 141 Análisis y reporte

Solidos

suspendidos

totales

mg/L 178,6 168,3 150

Solidos

sedimentables mg/L 4,2 3,7 2

Tabla No. 9

Diagnóstico – Comparación normatividad vigente con los resultados obtenidos

De acuerdo con la tabla No. 9 correspondiente a la comparación entre la normatividad y la primera

caracterización realizada se puede evidenciar el estado en el cual en el que se encuentra el sistema

de tratamiento de aguas residuales con el que cuenta esta industria, así como las problemáticas en

cuanto a los vertimientos que esta presenta; en este esquema se presentan los valores que

sobrepasan los límites máximos permisibles tales como los sólidos suspendidos totales , solidos

sedimentables Y grasas y aceites; los cuales evidencian problemáticas en el en el tratamiento

preliminar ya que debido a que no cuentan con algunas unidades tales como rejillas, desarenador,

pozo de bombeo que permita obtener un caudal constante que ingrese a la trampa grasas el cual a

su vez presenta problemáticas en cuanto a diseño ya que gran cantidad de grasas y sólidos pasan al

Page 63: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

63

tratamiento secundario con el que cuentan actualmente ya que tanto en las piscinas como en el

humedal artificial de flujo superficial libre los niveles para estos parámetros se encuentran

demasiado elevados con respecto a los valores que exige la norma.

Las problemáticas que se muestran en el tratamiento preliminar a su vez llevan a que en el

tratamiento secundario no se cumplan las funciones de remoción de diferentes parámetros como

cloruros los cuales se encuentran dados por el cloruro de calcio (CaCl2) agregado en la salmuera

los cuales se concentran en las piscinas las cuales al no tener parámetros de diseño establecidos no

se presenta una correcta remoción de este componente. Por otro lado, se presentan altos niveles en

cuanto a los valores de nitritos y nitratos los cuales se pueden encontrar dados por la infiltración

de contaminantes al suelo debido a que esto favorece a que se presente el ciclo biogeoquímico del

nitrógeno permitiendo oxidar este componente de forma más fácil logrando elevar la cantidad de

los mismos dentro de los vertimientos.

Posterior a ello se logra evidenciar como los valores de la demanda biológica de oxigeno (DBO5)

así como la demanda química de oxigeno (DQO) se encuentran dentro de los estándares

establecidos por la norma lo cual a su vez permite el mostrar que el tratamiento secundario es decir

las piscinas y el humedal artificial de flujo superficial libre funcionan respecto a la remoción de

estos dos componentes teniendo el primero de ellos (Piscinas) una remoción del 88% con respecto

a la DBO y del 86,6% con la DQO; así mismo el segundo (Humedal) aunque sus porcentajes de

remoción no son elevados permitieron disminuir los valores de estos componentes con 24,21 % de

remoción con la DQO y del 30,24% con la DBO.

Tras tener en cuenta los parámetros analizados se pueden evidenciar las falencias que presenta esta

industria principalmente en cuanto a los vertimientos ya que no cumplen en su gran mayoría con

los establecidos por la resolución 0631 del 2015 lo cual a su vez trae una serie de problemáticas

tanto a nivel normativo como a nivel ambiental debido a las altas cargas que sus residuos líquidos

Page 64: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

64

presentan generando así afectaciones significativas al cuerpo de agua (rio Ubaté), al recurso suelo

y a su vez por la generación de vectores sanitarios tales como malos olores y proliferación de

insectos.

En la segunda caracterización se logra evidenciar como los parámetros analizados son similares a

los obtenidos en la primera caracterización mostrando a su vez las problemáticas previamente

mostradas; es como se logra ver como los valores con respecto al pH, DBO y DQO se encuentran

dentro de los límites máximos permisibles establecidos por la norma pero los demás parámetros

contemplados para evaluar el estado actual de esta industria sobrepasan de sobremanera los valores

permitidos por lo cual se confirma que se deben tomar medidas que logren minimizar aquellos

componentes que no cumplan con los estándares con respecto a los vertimientos para lograr cumplir

con los mismos evitando problemáticas legales así como ambientales en el cuerpo de agua es decir

el rio Ubaté.

5.1.6 Identificación de puntos críticos

A continuación, se establecen los puntos críticos los cuales hacen alusión a aquellos puntos dentro

del proceso productivo, así como en el sistema de tratamiento de aguas residuales en los cuales se

generan una mayor cantidad de residuos y a su vez un mayor riesgo con respecto a los impactos

que estos podrían generar al ambiente; es por ello que se establece la siguiente matriz con el fin de

identificar cada uno de ellos de forma y detallada para la industria.

Código del punto

1. Características del punto critico

Departamento Zona

Clase de desecho Ubicación del

punto critico

Medio Afectado

Vectores identificados Nivel de riesgo

2. Causas

Page 65: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

65

Tabla No. 10

Matriz de identificación de puntos críticos

Cada uno de los ítems que componen esta matriz fueron establecidos de acuerdo con los resultados

obtenidos en la caracterización realizada a los vertimientos, así como al ecobalance mostrado de la

industria de lácteos; de esta forma se plantearon los siguientes puntos para la identificación de los

puntos críticos.

Código del punto: Como su nombre lo dice es un código dado al punto crítico el cual permite

diferenciar cada una de las matrices correspondientes; el cual está dado por un número y las siglas

ILR (Industria lácteos).

Departamento y zona: Este ítem hace referencia a la ubicación de la industria de lácteos, así como

la posible zona afectada por los diferentes puntos críticos.

Clase de desecho: Describe el tipo de residuo tanto generado o tratado dentro del punto crítico ya

sea vertimientos, emisiones, residuos sólidos, etc.

Ubicación del punto crítico: Hace alusión a la ubicación del punto crítico dentro del proceso

productivo o del sistema de tratamiento de aguas residuales con el que cuenta la industria

actualmente.

Medio afectado: Hace referencia al medio ya sea un cuerpo de agua, suelo, aire, paisaje, etc. que

se ve afectado directamente por los residuos generados y/o tratados dentro del punto crítico.

Vectores identificados: Describe aquellos vectores sanitarios, así como la incidencia que puede

traer al medio afectado por el punto crítico.

Causas: En este ítem se muestran cada una de las causas del porqué del punto crítico.

Nivel de riesgo: En este ítem se identifica el nivel de riesgo del punto crítico por medio de una

serie de colores los cuales se describen en la tabla No. 11

Page 66: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

66

Nivel de

riesgo Color Significado

Alto

Son aquellos puntos críticos en los

cuales se presentan una mayor

generación de residuos, así como

afectaciones considerables a al

ambiente y a su vez al proceso

productivo dentro de la industria

Medio

Son aquellos puntos críticos en los

cuales se producen de manera

moderada cierta cantidad de residuos

que pueden generar probablemente

afectaciones al ambiente, así como al

proceso productivo de la industria.

Bajo

Son aquellos puntos críticos en los

cuales, aunque se generan cierta

cantidad de residuos las afectaciones

al ambiente como al proceso

productivo son muy bajas, pero aun

así requieren seguimiento por parte de

la industria.

Tabla No. 11

Niveles de riesgo de los puntos críticos

Tras haber explicado cada uno de los ítems se procedió a realizar la revisión de cada uno de los

elementos presentados anteriormente para así dar la formulación de cada uno de los puntos críticos

tanto del proceso productivo de esta industria de lácteos como del sistema de tratamiento de agua

residual permitiendo a su vez el análisis de los mismos para plantear alternativas de control y

prevención de los mismos dentro de un plan de producción más limpia.

A continuación, se presentan cada uno de los puntos críticos planteados de acuerdo con los puntos

previamente mencionados.

Page 67: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

67

Código del punto 001-ILR

1. Características del punto critico

Departamento Cundinamarca Zona Ubaté

Clase de desecho

Vertimientos /

Residuos

sólidos Ubicación del

punto critico

Tanque de

pasteurización

Medio Afectado Recurso agua

Vectores identificados

Proliferación

de insectos,

contaminación

del recurso

hídrico,

afectación del

paisaje Nivel de

riesgo

2. Causas

a. Disposición errónea de los residuos generados a partir del tanque de

pasteurización tales como el lacto suero ya que estos están obstruyendo los

canales por los cuales se disponen dichos vertimientos.

b. Al aglomerarse gran cantidad de sólidos en los canales que dirigen a la trampa

grasas se están produciendo malos olores, así como la proliferación de insectos

cerca al área en la cual se produce el queso y donde se encuentra la mano de

obra.

c. Gran cantidad de producto es desperdiciado en esta etapa del proceso

productivo lo cual hace que gran cantidad de sólidos vayan a las rejillas del

canal generándome así inconvenientes mayores tanto en el proceso productivo

como en el sistema de tratamiento de aguas residuales.

Tabla No. 12

Punto crítico 001-ILR

Page 68: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

68

Código del punto 002-ILR

1. Características del punto critico

Departamento Cundinamarca Zona Ubaté

Clase de desecho

Residuos

Sólidos

Ubicación del

punto critico Corte / Empaque

Medio Afectado Recurso hídrico

Vectores identificados

Proliferación

de insectos,

obstrucción de

canales

Nivel de

riesgo

2. Causas

Ausencia de una metodología que permita la correcta disposición de los residuos

generados en esta zona.

Desperdicio de queso que podría ser utilizado para la realización de otros productos.

Tabla No. 13

Punto crítico 002-ILR Código del punto 003-ILR

1. Características del punto critico

Departamento Cundinamarca Zona Ubaté

Clase de desecho Vertimientos Ubicación del

punto critico

Sistema de

tratamiento de

aguas residuales/

trampa grasa

Medio Afectado Recurso hídrico

Vectores identificados

Proliferación

de insectos,

obstrucción de

tuberías, malos

olores,

afectación del

sistema de

tratamiento de

agua. Nivel de

riesgo

2. Causas

Problemáticas en cuanto al diseño de la trampa grasas.

Page 69: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

69

Ausencia de una unidad de tratamiento previo que evite que gran cantidad de solidos

vayan a la trampa grasa.

Falta de mantenimiento de la unidad por parte de la industria.

Ausencia de un tanque de homogenización que permita que se tenga un caudal

constante.

Tabla No. 14

Punto crítico 003-ILR

Código del punto 004-ILR

1. Características del punto critico

Departamento Cundinamarca Zona Ubaté

Clase de desecho Vertimientos

Ubicación del

punto critico

Sistema de

tratamiento de

aguas residuales /

Piscinas

Medio Afectado Suelo, recurso hídrico, paisaje

Vectores identificados

Proliferación

de insectos,

infiltración de

contaminantes

al suelo,

afectación del

sistema de

tratamiento de

aguas, malos

olores,

afectación del

paisaje Nivel de

riesgo

2. Causas

Problemáticas en cuanto al diseño de las piscinas.

Ausencia de una unidad de tratamiento previo que evite que gran cantidad de solidos

vayan a estas piscinas.

Falta de mantenimiento de la unidad por parte de la industria.

Page 70: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

70

Ausencia de un medio que evite el contacto directo entre el suelo y lo vertimientos

tales como arcilla, grava y una geomembrana.

Tabla No. 15

Punto crítico 004-ILR

Código del punto 005-ILR

1. Características del punto critico

Departamento Cundinamarca Zona Ubaté

Clase de desecho Vertimientos

Ubicación del

punto critico

Sistema de

tratamiento de

aguas residuales /

Humedal

artificial de flujo

superficial libre

Medio Afectado Suelo, recurso hídrico, paisaje

Vectores identificados

Proliferación

de insectos,

infiltración de

contaminantes

al suelo,

afectación del

sistema de

tratamiento de

aguas, malos

olores,

afectación del

paisaje Nivel de

riesgo

2. Causas

Problemáticas en cuanto al diseño del humedal

Problemáticas en la unidad de tratamiento previa al humedal ya que no evitan que

grasas y otros contaminantes vayan al mismo afectando su funcionamiento,

Falta de mantenimiento de la unidad por parte de la industria.

Page 71: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

71

Ausencia de un medio que evite el contacto directo entre el suelo y lo vertimientos

tales como arcilla, grava y una geomembrana.

Tabla No. 16

Punto crítico 005-ILR

5.2 Fase II – Planteamiento de alternativas

Tras haberse realizado las pruebas diagnósticas correspondiente a la caracterización de los

vertimientos, así como el estudio del proceso productivo con el cual cuenta la industria de lácteos

se procede a realizar el planteamiento de alternativas; punto en el que se describirá cada una de las

posibles propuestas de corrección y/o mejora tanto para dentro del proceso productivo como para

el tratamiento de los vertimientos generados por el mismo las cuales serán evaluadas con el fin de

determinar cuál de estas son las más apropiadas para evitar impactos ambientales significativos y

a su vez pensando en las capacidades de la industria.

5.2.1 Planteamiento de alternativas

A continuación se presentan cada una de las alternativas planteadas de acuerdo al diagnóstico

previamente realizado las cuales se encuentran sub divididas en dos grupos; el primero de ellos

está destinado a alternativas que mejoren o corrijan actividades que generen vertimientos dentro

del proceso productivo y el segundo corresponde a alternativas para corregir, mejorar o

implementar nuevos componentes al sistema de tratamiento de aguas residuales que permita

garantizar el cumplimiento de la normatividad vigente.

Page 72: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

72

5.2.1.1 Alternativas – Proceso productivo

a) Inyección de suero para conservación del producto final.

Durante el proceso productivo para la fabricación de queso doble crema y queso campesino

pasteurizado, se ejecuta un proceso el cual es la pasteurización donde mediante unos aditivos como

lo son el cloruro de sodio o el ácido acético y a temperaturas especificas se obtiene la cuajada,

producto intermedio que luego es procesado para la formación final del queso; al formarse este a

su vez también se produce el lacto suero. Este componente es considerado como un residuo que no

tiene funcionalidad alguna y por ende es vertido yendo directamente al desagüe y al sistema de

tratamiento de aguas residuales. Con la finalidad de reducir los volúmenes de suero que son

desechados se plantea una actividad de conservación para el queso la cual consiste en inyectar los

empaques del queso con este líquido para que de esta forma sea aprovechado este subproducto y a

su vez el disminuir los vertimientos generados por esta industria debido a que la gran mayoría de

ellos son dados por el lacto suero. Además, también se mejora el producto para este caso el queso,

ya que este contará con jugos los cuales poseen gran cantidad de proteínas y grasas que permiten

la conservación del mismo por un tiempo prolongado mejorando así mismo las propiedades del

producto como lo son su textura, olor y sabor.

b) Procesar el lacto suero para la fabricación de diferentes productos.

Actualmente existen muchas industrias que aprovechan aquellos componentes que posee el

lactosuero, ya que de este subproducto que para muchos es catalogado como residuo, se pueden

obtener diferentes compuestos tales como proteínas, grasas, lactosa, entre otros. Aunque al pasar

este por diferentes operaciones unitarias se pueden obtener diferentes productos como “lactosuero

en polvo; aislados proteicos de suero, proteínas concentradas de suero, suero deslactosado; suero

reducido en lactosa, desmineralizado y deslactosado; lactalbumina; suero permeado, lactosa en

Page 73: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

73

polvo, entre otros; este proceso es bastante costoso, debido a que se deben implementar

operaciones tales como “ultrafiltración, microfiltración, osmosis inversa, diafiltración, entre

otros”. (Ramírez, 2011)

c) Producción de mantequilla a base de lactosuero.

La producción de mantequilla a partir de la reutilización del lactosuero es una alternativa

importante a considerar teniendo en cuenta que para llevar a cabo este producto no es necesario el

implementar algún tipo de operación unitaria compleja o que necesite de muchos recursos,

simplemente al obtener este componente se pasa por operaciones de normalización en la cual este

subproducto al ser muy graso se baja hasta que este tenga un porcentaje de grasa del

aproximadamente 40% agregando leche. Posterior a ello se pasa a un proceso de pasteurización

para eliminar enzimas como las peroxidasas y lipasas que perjudican la conservación de las grasas;

Este pasa al proceso de maduración en el cual por medio de un batido previo que permitirá que se

lleven a cabo dos acciones importantes en la fabricación de este producto que son el: desarrollo de

aroma y la cristalización. El proceso de cristalización se realiza enfriando de manera rápida la masa

con el fin de que se generen pequeños cristales que logren establecer una textura cremosa ya que

si se realiza un enfriado lento se produciría una arenosa la cual no sería grata para el consumidor;

luego a través de un nuevo proceso de mezcla se rompen los glóbulos grasos contenidos en la masa

para luego lograr separar el agua contenida en esta masa por medio de un tamiz para así lograr ya

obtener la mantequilla. Esta es una alternativa muy fácil de implementar considerando que además

de que se van a reducir los vertimientos de suero al alcantarillado, se va a producir un nuevo

producto el cual puede ser comercializado y contribuir con el crecimiento económico de esta

industria.

Page 74: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

74

5.2.1.2 Alternativas – Sistema de tratamiento de aguas residuales

a) Adecuamiento del sistema de tratamiento de aguas residuales existente

El sistema de tratamiento de aguas residuales con el que cuenta actualmente esta industria se

encuentra en un estado no apto; lo cual se ve evidenciado en el diagnóstico realizado a la misma

ya que no cumple con la norma 0631 del 2015 con respecto al sector de elaboración de productos

alimenticios y bebidas en cuanto a los límites máximos permisibles que vierte la industrial rio

Ubaté y a las problemáticas de en cuanto al diseño de las tres unidades de tratamiento con las que

cuenta este sistema. Es por ello que una de las alternativas a considerar es el realizar un plan de

mejora y mantenimiento del mismo con respecto a cada uno de los componentes con el que esta

cuenta buscando así el intentar controlar los contaminantes que son vertidos al cuerpo de agua; a

continuación, se describen las propuestas de mejora para este sistema de tratamiento.

Rejillas canales de recolección de residuos: Actualmente la industria de lácteos cuenta

con un sistema de rejillas el cual no es efectivo ya que gran cantidad de sólidos provenientes

del proceso productivo obstruyen las mismas; es por ello que el recolectar todos estos

residuos líquidos en tanques para posteriormente ser vertidos dentro de los canales los

cuales ya cuentan con estas rejillas. Así mismo implementar horarios de limpieza constante

de estas para evitar que estas se obstruyan y generen diferentes problemáticas en el entorno

y posteriormente en el sistema de tratamiento.

Trampa de grasas: Esta unidad actualmente cuenta con problemáticas en cuanto al diseño

por lo cual una de las alternativas basándonos en el estado en el que se encuentra como se

evidencia en la ilustración No. 1 es el realizarle un mantenimiento exhaustivo a esta

incluyendo la limpieza y cambiando las tuberías que conectan de las rejillas a la trampa de

grasas, así como de la trampa de grasas a la siguiente unidad; por otro lado también al igual

Page 75: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

75

que en las rejillas implementar horarios de limpieza semanales con el fin de evitar que

grasas se vayan a través de las tuberías obstruyéndolas.

Piscinas: En esta unidad se debe realizar una limpieza exhaustiva de la misma; retirando la

mayoría de los residuos que estén sobre el suelo como suero, queso, etc. Posterior a ello

colocar una base de arcilla sobre el suelo gracias a la baja absorbancia de este pudiendo

evitar así que posibles infiltraciones de residuos líquidos lleguen al suelo. Por otro lado,

colocar una base de grava con el fin de darle firmeza y a su vez permita el retener sólidos

gruesos en tal caso que existan escapes los cuales se adhieran a esta capa Y finalmente

sobre ella instalar una geomembrana la cual permita el evitar que los vertimientos se

infiltren y puedan generarme serias problemáticas ambientales como las que se presentan

actualmente al tener contacto directo con el suelo.

Humedal artificial de flujo superficial libre: En esta unidad se realizará al igual que en

las piscinas la instalación de una capa de arcilla, grava y de una geomembrana para evitar

infiltraciones de contaminantes. Por otro lado, se recomienda realizar bioensayos utilizando

diferentes tipos de plantas propias para un humedal que favorezcan la depuración de

contaminantes tales como los cloruros y el fósforo como el lirio de venus o el ombligo de

venus (Hydrocotile vulgaris) que son plantas que pueden ser encontradas en la zona y a su

vez pueden ser conseguidas con facilidad en el mercado; teniendo en cuenta los diferentes

tipos de plantas acuáticas existentes.

Page 76: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

76

Ilustración No. 4

Tipos de plantas acuáticas

Medidas de control y mantenimiento: Así mismo se debe realizar la formulación de un plan

de manejo y mantenimiento del sistema en el cual se establezcan horarios, medidas de

protección y disposición de los residuos obtenidos previniendo la generación de otros

problemas. Por otro lado, el establecer análisis de laboratorio periódicos con el fin de

verificar el estado en el cual se encuentra el sistema de tratamiento de aguas residuales con

respecto a la resolución 0631 del 2015 evitando problemáticas con la entidad competente.

b) Diseño, construcción y puesta en marcha de una planta de tratamiento de aguas residuales

Analizando los resultados obtenidos en la etapa diagnostica otra de las alternativas más acordes

para las necesidades de la industria seria el diseño e instalación de una planta de tratamiento de

aguas residuales “PTAR” la cual logre disminuir en gran cantidad utilizando métodos nuevos

combinados con algunas de las operaciones unitarias ya utilizadas por la misma industria

actualmente para así cumplir con la normatividad y a su vez el lograr soportar cargas contaminantes

mayores a futuro en el caso de que la empresa decida aumentar su tamaño y por ende se produzcan

más productos de los que se producen ahora.

Page 77: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

77

A continuación se plantean las posibles unidades de tratamiento a diseñar así como las ya existentes

que harían parte del nuevo sistema de tratamiento de aguas residuales para esta industria; para ello

se tuvo en cuenta el diseñar un tratamiento preliminar con el fin de disminuir las altas cantidades

de solidos gruesos con los que cuenta el agua y me puedan afectar las unidades posteriores a estos;

por otro lado también se plantea la implementación de un tratamiento primario con el fin de

disminuir las grasas, solidos sedimentables y solidos sedimentables con los que está también

cuenta. A su vez se diseñará un tanque de bombeo el cual a su vez funcionará como tanque de

igualación para así tener un caudal constante para facilitar y permitir el correcto funcionamiento

de las unidades posteriores a este; para finalmente continuar con un tratamiento secundario el cual

será compuesto por un tratamiento aerobio y un tratamiento biológico con el que ya cuenta la

industria en este momento. La PTAR a diseñar establecida de acuerdo con las pruebas realizadas

anteriormente se establece en el diagrama No.8.

Diagrama No. 8

Planta de tratamiento de aguas residuales

Page 78: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

78

Cribado

Considerando que del proceso de pasteurización del queso campesino y del queso doble crema

se generan un subproducto llamado cuajo el cual es retirado de forma manual del tanque

destinado para dicha labor; muchos sólidos gruesos quedan en el mismo, de forma que cuando

se abren las válvulas para dar paso a los vertimientos principalmente compuestos por

lactosuero, por lo que estas aguas residuales salen con sólidos provenientes de la cuajada y a

su vez del proceso de limpieza de cada uno de las unidades de producción por lo cual la

instalación de esta proceso preliminar ayudara a eliminar sólidos gruesos que puedan más

adelante generarme problemáticas en las unidades de tratamiento posteriores así como llegar a

generar daños en el sistema de bombeo.

Trampa de grasas en serie

Los productos lácteos poseen gran cantidad de nutrientes proteicos que se obtienen o se

encuentran principalmente en la grasa que contiene la leche, de esta forma, al procesar la leche

para fabricación de queso, el suero, como residuo, posee una gran cantidad de este componente

las cuales deben ser retiradas del efluente para que no interfieran con el sistema de tratamiento

posterior al mismo, considerando que este tipo de parámetro interfiere en la degradación de

materia orgánica debido a que estas “recubren las superficies con las cuales entran en contacto,

causando iridiscencia, problemas en el mantenimiento e interfieren con la actividad biológica

ya que son difíciles de degradar” (ROMERO). Es por ello que al instalar este sistema el cual

cuenta con dos trampas grasas permitirá el disminuir la concentración de GYA en los

vertimientos generados por parte de la industria.

Page 79: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

79

Desarenador:

Esta unidad se define como una estructura hidráulica que tiene como principal función remover

las partículas de cierto tamaño no se retienen en las unidades anteriores como lo son el cribado

y el trampa grasa. Esta es una estructura diseñada para retener los sólidos suspendidos que traen

los vertimientos por medio de un proceso de sedimentación; dentro de este sistema se plantea

la instalación de este sistema debido a la cantidad de solidos ajenos al sistema que se

desprenden aumentando los valores con respecto a solidos sedimentables y no tienen un

diámetro mayor a 0,21 mm.

Tanque de igualación

Durante el proceso de producción no se están realizando vertimientos continuos, ya que, estos

se realizan en diferentes horarios cuando se dan las descargas de suero al alcantarillado o

cuando se lavan los equipos, por lo cual, implementar un tanque de igualación así como un

sistema de bombeo dentro de el con la finalidad de regular cargas contaminantes así como

establecer un caudal constante a tratar para el correcto funcionamiento de las unidades del

sistema de tratamiento de aguas residuales posteriores.

DAF

Partiendo de que el parámetro de grasas posee dos (2) clases, que son las grasas emulsionadas

y las no emulsionadas. La implementación de este tipo de tratamiento de flotación por aire

disperso permite que las grasas emulsionadas salgan a flote en la superficie del fluido con la

finalidad de poder ser retiradas donde a su vez mediante un sistema de dosificación se

suministran químicos tales como coagulantes para facilitar la remoción de estas. De esta forma

junto con la trampa de grasas se retiraría la mayor cantidad posible de grasas las cuales pueden

Page 80: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

80

afectar el sistema de tratamiento de aguas residuales mejorando la calidad de las mimas y

cumpliendo con la normatividad actual.

Humedal artificial de flujo superficial

En esta unidad se realizará un proceso de adecuación con el fin de mejorar el funcionamiento

de la misma mediante la instalación de una capa de arcilla, grava y de una geomembrana para

evitar infiltraciones de contaminantes al suelo. Por otro lado, posterior a el mantenimiento de

la unidad se realizarán bioensayos utilizando diferentes tipos de plantas propias para un

humedal que favorezcan la depuración de contaminantes tales como los cloruros y el fósforo

como el lirio de venus o el ombligo acuático teniendo en cuenta los diferentes tipos de plantas

acuáticas existentes.

5.2.2 Matriz DOFA

Con el fin de evaluar cada una de las alternativas propuestas se establece el uso de una matriz

DOFA (Debilidades, oportunidades, Fortalezas, Amenazas); A continuación, se define cada uno

de los aspectos a tener en cuenta dentro de esta matriz:

Debilidades: Hace referencia a aquellos aspectos internos que de alguna u otra manera no

permitan el cumplimiento de los objetivos planteados dentro de la industria en cuanto a

aspectos legales, técnicos, económicos y sociales.

Oportunidades: Se refiere a diferentes aspectos o características externas a la industria que

puedan ser utilizadas a favor de la misma para garantizar el cumplimiento de objetivos, así

como el crecimiento de la misma.

Fortalezas: Son las características o aspectos internos de la industria enfocados a impulsar

la misma y a su vez el poder cumplir las objetivos planteados.

Page 81: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

81

Amenazas: Son aquellos acontecimientos externos de la industria en la mayoría de las veces

incontrolables por la misma y personal de la empresa analizada.

Así mismo se desarrolló la matriz de la tabla No. 17 con el fin de identificar cada uno de estos

puntos de manera más adecuada y concisa.

Alternativa

Aspectos Positivos Negativos

Internos Fortalezas Debilidades

Externos Oportunidades Amenazas

Tabla No. 17

Matriz de debilidades, oportunidades, fortalezas y amenazas - DOFA

A continuación, se muestra la matriz DOFA para cada una de las alternativas planteadas en este

documento.

Alternativas – Proceso productivo

a) Inyección de suero para la conservación del producto final

Aspectos Positivos Negativos

Internos

La mayoría de los residuos

producidos por esta industria

es el lactosuero. Material que

puede ser utilizado como

conservante del producto

final sin la necesidad de

externos que suministren

este material. Así mismo se

disminuirían la cantidad de

vertimientos generados ya

que estos “residuos” serian

redestinados a otra fase del

proceso productivo.

Se deberían realizar

adecuaciones en cuanto a cómo

se obtiene este producto ya que

debe pasar por un proceso de

refrigerado especial para evitar

que este se dañe.

Externos

Mejorar la calidad del

producto en cuanto a sabor y

textura; lo cual le permitirá a

futuro establecerse en un Ninguno

Page 82: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

82

mercado más amplio de la

industria de lácteos.

Dependiendo del

crecimiento podría

convertirse a su vez un

productor de lacto suero y de

derivados del mismo.

Tabla No. 18

Matriz DOFA No. 1

b) Procesar el lacto suero para la fabricación de diferentes productos

Aspectos Positivos Negativos

Internos

Disminución en cuanto a los

residuos generados ya que

estos irían destinados a

nuevos procesos productivos

como por ejemplo para la

producción de jabón; lo cual

traería una oportunidad de

crecimiento para la

industria, así como la

disminución de impactos

ambientales generados.

El proceso productivo se hace

más extenso ya que se debe

adecuar la infraestructura del

lugar para poder establecer un

nuevo proceso productivo; por

otro lado, se generarían otros

residuos que posiblemente no

podrían ser tratados por el las

unidades de tratamiento de

aguas residuales presentes

actualmente.

Externos

Ampliación en cuanto al

mercado en el que se

encuentra actualmente la

industria

Nuevos estándares de calidad

en cuanto al producto;

dependencia de entidades

externas para la producción del

nuevo producto en este caso el

jabón.

Tabla No. 19

Matriz DOFA No. 2

Page 83: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

83

c) Producción de mantequilla a base de lactosuero.

Aspectos Positivos Negativos

Internos

Se puede realizar

mantequilla artesanal a partir

de uno de los residuos

generados en el proceso

productivo del queso que en

este caso es el lacto suero;

disminuyendo los

vertimientos generados por

parte de la industria y a su

vez dándole una alternativa

de crecimiento en el mercado

ofreciendo un nuevo

producto que en este caso es

la mantequilla.

Se requiere mayor inversión

por parte la industria para la

compra de equipos asi como

para adecuar la misma para la

instalación de la maquinaria

necesaria para producir

mantequilla en este lugar

Externos

Ampliación en cuanto al

mercado en el que se

encuentra actualmente la

industria; posibilidad de

generar empleo al generar un

nuevo producto.

Nuevos estándares de calidad

en cuanto al producto;

dependencia de entidades

externas para la producción del

nuevo producto en este caso el

jabón.

Tabla No. 20

Matriz DOFA No. 3

Page 84: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

84

Alternativas – Sistema de tratamiento de aguas residuales

a) Adecuamiento del sistema de tratamiento de aguas residuales existente

Aspectos Positivos Negativos

Internos

Mejora en algunos aspectos

con respecto al tratamiento

de los residuos que se

presentan producto del

proceso productivo como lo

es la disminución en cuanto a

la carga contaminante de

diferentes componentes

identificados en los

vertimientos de la industria.

Eliminación de los vectores

sanitarios como lo son los

malos olores, así como la

proliferación de insectos.

Inversión en cuanto al

constante en el mantenimiento

de los tratamientos actualmente

presentados de forma semanal;

Obstrucción constante de

tuberías debido a las

problemáticas de diseño

identificadas en cada una de las

unidades.

Externos

Evitar posibles quejas de las

personas que viven cerca de

la industria debido a los

malos olores que se

generaban a causa del

sistema de tratamiento.

Afectación del cuerpo de agua

“Rio Ubaté” debido al

tratamiento incompleto dado a

las aguas residuales producto

de esta industria.

Tabla No. 21

Matriz DOFA No. 4

b) Diseño, construcción y puesta en marcha de una planta de tratamiento de aguas

residuales

Aspectos Positivos Negativos

Internos

Cumplimento de la

normatividad; Eliminación

de los vectores sanitarios

identificados; facilidad con

respecto al mantenimiento de

las unidades de tratamiento

implementadas, así como la

facilidad de adecuación de

estas en el caso de que se

eleve la producción dentro de

la industria.

Inversión para la instalación de

cada una de las unidades;

necesidad de un mayor espacio

para la instalación de estas.

Externos Disminución de la afectación

al cuerpo de agua; Ya no se

verían afectadas las personas

Afectación del paisaje por la

instalación de nuevas unidades

de tratamiento.

Page 85: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

85

que viven cerca a esta

industria; Se evitan las

posibles quejas o acciones

por parte de agentes externos

Tabla No. 22

Matriz DOFA No. 5

5.2.3 Matriz de selección de alternativas

Para llevar a cabo la selección de las alternativas más adecuadas para ayudar a mejorar el proceso

de producción, así como los vertimientos generados a partir de esta industria, se estableció una

matriz de selección, la cual permitió escoger la que mejor se ajusta a las necesidades de la misma.

Para ello se utilizaron los siguientes estándares de calificación:

VIABIALIDAD CALIFICACIÓN

No viable 0

Poco viable 1

Viable 2

Muy viable 3

Tabla No. 23

Matriz de selección de alternativas para la industria de lácteos

A continuación, se muestran los resultados obtenidos para cada una de las alternativas propuestas

anteriormente:

Page 86: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

86

Alternativa de

disminución

de

vertimientos

Viabilidad

económica

Infraestructura

disponible

Recursos

humanos

Gasto

energético

Materia

prima

disponible

Total

Inyección de

suero para

conservación

del producto

final.

3 3 2 3 3 14

Procesar el

lactosuero para

la fabricación

de diferentes

productos.

0 0 2 0 3 5

Producción de

mantequilla a

base de

lactosuero.

2 1 2 1 3 9

Alternativa de

mantenimiento

de unidades

Viabilidad

económica

Infraestructura

disponible

Remoción de

contaminantes

Simplicidad de

mantenimiento Manejo Total

Trampa de

grasas 1 0 1 2 2 6

Lagunas de

estabilización 0 1 2 0 1 4

Humedal

artificial de

flujo superficial

libre

1 3 2 2 2 10

Page 87: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

87

Alternativa de

tratamiento de

ARnD

Viabilidad

económica

Simplicidad de

diseño

Remoción de

parámetros

Espacio que

ocupa Manejo Total

Cribado 3 3 2 3 3 14

Trampa de

grasas 3 3 3 3 3 15

Desarenador 3 3 2 3 3 14

DAF 1 2 4 2 3 12

Tanque de

igualación 3 3 1 3 3 13

Humedal

artificial de

flujo superficial

libre

2 3 1 3 2 11

Tabla No. 24

Matriz de selección de alternativas

Por otro lado, al obtener los puntajes para cada una de estas se estableció un rango que permitirá

mostrar la viabilidad de cada una de estas; como se muestra a continuación

VIABILIDAD RANGO

Baja 0-5

Media 6-10

Alto 11-15

Tabla No. 25

Viabilidad de alternativas

Después de evaluar las alternativas presentadas, se concluye que para la disminución de

vertimientos y contaminantes las mejores opciones para la industria de lácteos en Ubaté es la

inyección de suero a en los productos finales, considerando que no se necesitan muchos recursos

Page 88: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

88

para llevar a cabo esto, por otro lado la producción artesanal de mantequilla considerando que

posee los recursos suficientes para la elaboración de esta y a su vez la comercialización de estos

productos contribuiría de forma económica con el crecimiento de la empresa.

En cuanto al mantenimiento de las unidades de tratamiento existentes, la mejor alternativa es el

adecuar el humedal existente, partiendo del nivel de remoción que posee este, además las lagunas

de estabilización existentes no poseen un diseño correcto y al reconstruirlas se pueden presentar

grandes problemas, ya que tocaría adquirir diferentes insumos para la impermeabilización de las

lagunas con respecto al suelo.

Finalmente, las alternativas seleccionadas para el tratamiento de ARnD generadas por la empresa,

son: cribado, trampa de grasas, desarenador, tanque de igualación y DAF. Estas unidades fueron

seleccionadas considerando la composición de los vertimientos generados, donde los principales

parámetros de interés son DBO, DQO y grasas y aceites, debido a que el suero procedente de la

producción de queso tiene altos índices de grasa y materia orgánica. Por otro lado, la viabilidad

económica de implementación de estas unidades permite que, en el momento de diseñar estas

unidades, puedan ser construidas posteriormente considerando que tampoco ocupan gran espacio.

Page 89: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

89

5.3 Fase III– Planteamiento de la propuesta para la prevención de la contaminación y

dimensionamiento del sistema de control de la contaminación

Tras haber realizado la descripción y evaluación de las alternativas planteadas para esta industria

se procede a establecer las bases para desarrollar cada una de estas las cuales se evidencian a

continuación:

5.3.1 Descripción alternativa seleccionada

Partiendo de los impactos ambientales negativos que realiza la industria láctea, es importante

implementar algún tipo de plan de producción más limpia con la finalidad de disminuir estos

impactos y a su vez ejecutar los diferentes procesos productos realizador por las diferentes

empresas. De esta forma, se plantea, ejecutar diferentes acciones con la finalidad de “generar un

producto final más respetuoso con el medio ambiente” (Miniterio de Medio Ambiente,, 1997). Pero

generar un producto con estas características no implica el corregir los impactos ambientales ya

cometidos sino “prevenir la contaminación en su origen” (Miniterio de Medio Ambiente,, 1997).

Consultando diferentes fuentes bibliográficas, se pudo observar que el sector de industrias lácteas

se pueden implementar acciones encaminadas diferentes campos los cuales, algunos, serán

nombrados en los siguientes ítems (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, 2002):

Agua de lavado de equipos e instalaciones físicas

Agua de enfriamiento (Pasteurización)

Generación de vapor, operación de calderas

Empleo de energía eléctrica.

Page 90: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

90

5.3.1.1 Ciclo PHVA – Planear, Hacer, Verificar, Actuar

PLANEAR HACER

1. Reúso del lactosuero para elaboración

de productos como la mantequilla.

2. Clasificar y almacenar las sustancias

químicas de forma adecuada.

3. Minimizar el consumo de agua en los

procesos de lavado y mantenimiento

de equipos.

1. Fabricación de productos a base de las

grasas generadas en el proceso de

producción.

2. Realizar una matriz de información para

el almacenamiento de productos

químicos.

3. Implementar tecnologías para minimizar

el consumo de agua en los procesos de

lavado y mantenimiento de equipos.

VERIFICAR ACTUAR

1. Verificar la calidad de los nuevos

productos fabricados a partir de las

grasas.

2. Corroborar el debido almacenamiento

y de las sustancias químicas.

3. Monitorear el consumo de agua,

comparando los volúmenes de agua

requeridos con los volúmenes

implementados.

1. Analizar el ciclo de vida del producto.

2. Realizar la señalización del área de

almacenamiento de las sustancias.

3. Elaborar posterior a la implementación de

las alternativas un programa de ahorro y

uso eficiente del agua.

Tabla No. 26

Ciclo PHVA

El planteamiento y posterior ejecución del ciclo PHVA trae consigo información puntual y

relevante del proceso de producción, por lo que es de suma importancia para el conocimiento y

manejo de las posibles falencias que pueda tener la empresa en sus diferentes actividades. Con esta

herramienta se garantiza una mejora continua de la empresa porque permite la identificación de

Page 91: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

91

problemas específicos dentro de ésta y del mismo modo brinda posibles soluciones y garantías para

una buena gestión ambiental. Partiendo de qué el principal problema que posee la empresa son los

vertimientos realizados sin ningún tipo de tratamiento estandarizado, se busca, que la empresa

ejecute diferentes acciones con la finalidad de minimizar su carga contaminante y a su vez su

volumen. De esta forma se plantean diferentes alternativas para que la empresa ejecute sus sistemas

de producción reduciendo en gran medida los impactos ambientales generados.

Diseño de alternativas de producción más limpia para el reúso de residuos

(lacto suero)

Ilustración No. 5

Proceso productivo

CLASIFICACIÓN PML:

Buena práctica TIPO DE MEDIDA:

Preventiva

IMPACTO Contaminación del

recurso agua

RESPONSABLE Área

administrativa

OBJETIVO Aprovechar los subproductos o residuos generados en la

producción de queso, por parte de la empresa de lácteos en Ubaté.

JUSTIFICACIÓN Con la finalidad de aprovechar el subproducto generado, en la

producción de queso campesino y queso doble crema, el lacto

suero, se plantean la implementación de este, en la conservación

Page 92: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

92

del producto final. De esta forma, se minimiza el volumen de suero

a disponer en el alcantarillado.

ELEMENTOS DE

PROTECCIÓN

Protección respiratoria: Tapabocas.

Protección de las manos: Guantes de nitrilo.

Protección de la vista: Gafas de seguridad.

ACTIVIDADES

1. Ejecutar el proceso de pasteurización.

2. Finalizado el proceso de pasteurización, retirar la cuajada del

tanque, sin desechar el lacto suero generado.

3. Continuar con el proceso de producción del queso.

4. En el momento de realizar el empaque del producto finalizado,

inyectar en los empaques lacto suero a la mayor cantidad de

unidades posibles.

5. Refrigerar el producto.

Tabla No. 27

Aprovechamiento de subproductos – inyección del suero

Diseño de alternativas de producción más limpia para el reúso de residuos

(lacto suero)

CLASIFICACIÓN PML:

Buena práctica TIPO DE MEDIDA:

Preventiva

IMPACTO Contaminación del

recurso agua

RESPONSABLE Área

administrativa

OBJETIVO Aprovechar los subproductos o residuos generados en la

producción de queso, por parte de la empresa de lácteos en Ubaté.

JUSTIFICACIÓN Con la finalidad de aprovechar el subproducto generado, en la

producción de queso campesino y queso doble crema, el lacto

suero, se plantea la fabricación de nuevos productos, en este caso,

la producción de mantequilla a base de lactosuero. De esta forma

se obtiene un beneficio doble, considerando que la carga de materia

orgánica de los vertimientos disminuye, minimizando los impactos

ambientales negativos y a su vez, la empresa adquiere ingresos

extra por la comercialización de nuevos productos.

ELEMENTOS DE

PROTECCIÓN

Protección respiratoria: Tapabocas.

Protección de las manos: Guantes de nitrilo.

Protección de la vista: Gafas de seguridad.

Page 93: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

93

PROCESO DE

PRODUCCIÓN:

Diagrama No. 9

Producción de mantequilla artesanal

ACTIVIDADES

1. Ejecutar el proceso de pasteurización.

2. Finalizado el proceso de pasteurización, retirar la cuajada del

tanque, sin desechar el lacto suero generado.

3. Ejecutar un proceso de mezcla del lacto suero.

4. Esperar que el lacto suero empiece a compactarse y se forme un

tipo de masa cremosa.

5. Empacar en diferentes recipientes

6. Refrigerar

7. Comercializar

Tabla No. 28

Aprovechamiento de subproductos – producción de mantequilla

Diseño de alternativas de producción más limpia para el reúso de residuos

(lacto suero)

CLASIFICACIÓN

PML:

Buena práctica TIPO DE MEDIDA:

Preventiva

IMPACTO Contaminación del

recurso agua

RESPONSABLE Área administrativa

y de producción

OBJETIVO Aprovechar los subproductos o residuos generados en la producción

de queso, por parte de la empresa de lácteos en Ubaté.

JUSTIFICACIÓN

Con la finalidad de aprovechar el subproducto generado, en la

producción de queso campesino y queso doble crema, el lacto suero,

se plantea la fabricación de nuevos productos, en este caso, la

producción de queso a base de lactosuero. De esta forma se obtiene

Page 94: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

94

un beneficio doble, considerando que la carga de materia orgánica de

los vertimientos disminuye, minimizando los impactos ambientales

negativos y a su vez, la empresa adquiere ingresos extra por la

comercialización de nuevos productos.

ELEMENTOS DE

PROTECCIÓN

Protección respiratoria: Tapabocas.

Protección de las manos: Guantes de nitrilo.

Protección de la vista: Gafas de seguridad.

PROCESO DE

PRODUCCIÓN

Diagrama No. 10

Producción de queso

ACTIVIDADES

1. Ejecutar el proceso de pasteurización

2. Finalizado el proceso de pasteurización, retirar la cuajada del

tanque, sin desechar el lacto suero generado

3. Almacenar el lacto suero

4. Someterlo a altas temperaturas (90°C).

5. Esperar un tiempo a que se sedimente.

6. Empacarlo en lienzos con la finalidad de darle algo de

consistencia y densidad.

7. Refrigerar

8. Comercializar

Tabla No. 29

Producción de queso

Page 95: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

95

Diseño de alternativas de producción más limpia para el empleo de energía eléctrica

Ilustración No. 6

Sistema de bombeo

CLASIFICACIÓN PML:

Buena práctica TIPO DE MEDIDA:

Correctiva

IMPACTO

Agotamiento de los

recursos naturales

RESPONSABLE Área

administrativa y de

producción

OBJETIVO Generar un control de uso eficiente de energía, estableciendo tiempos

de uso y compra de tecnología de menor consumo de energía eléctrica.

JUSTIFICACIÓN

Establecer tiempos de uso de la energía eléctrica dentro de la empresa,

reduciendo el consumo de este recurso, es decir solo en la ejecución

de los procesos productos. A su vez, comprar aparatos tecnológicos o

tecnologías que requieran menor consumo de luz como son neveras,

bombillas ahorradoras, entre otros.

ELEMENTOS DE

PROTECCIÓN

Protección respiratoria: No aplica.

Protección de las manos: No aplica.

Protección de la vista: No aplica.

ACTIVIDADES

1. Implementar bombillas ahorradoras en puntos críticos donde se

requiera iluminación.

2. Adquirir tecnologías que consuman menor energía eléctrica

como bombas centrifugas modernas.

3. Establecer tiempos de uso de energía eléctrica, estrictamente

cuando sea necesario.

4. Capacitar a los operarios sobre el consumo de energía eléctrica.

Tabla No. 30

Ahorro de energía

Page 96: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

96

Diseño de alternativas de producción más limpia para el correcto empleo de agua en los

procesos de lavado y mantenimiento de unidades de equipos.

CLASIFICACIÓN

PML:

Buena práctica TIPO DE MEDIDA:

Mitigar

IMPACTO Agotamiento de los

recursos naturales

RESPONSABLE Área productiva

OBJETIVO Reducir el consumo de agua para actividades de lavado y

mantenimiento de unidades de equipos.

JUSTIFICACIÓN

Considerando que la empresa realiza su proceso de producción en

diferentes horarios a lo largo del día, los operarios realizan el lavado y

mantenimiento de los equipos finalizado el proceso, de esta forma, el

consumo de agua es elevado agotando la disponibilidad del recurso.

ELEMENTOS DE

PROTECCIÓN

Protección respiratoria: Tapabocas.

Protección de las manos: Guantes de nitrilo.

Protección de la vista: Gafas de seguridad.

ACTIVIDADES

Establecer horarios fijos para el lavado y mantenimiento de

equipos, evitando así que agua sea desperdiciada

innecesariamente.

Capacitar a los operarios sobre la importancia del recuso agua

y sobre el ahorro y uso eficiente de agua.

Tabla No. 31

Ahorro de agua

Diseño de alternativas de producción más limpia para el correcto uso y almacenamiento de

sustancias químicas.

Ilustración No. 7

Almacenamiento de sustancias químicas

Page 97: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

97

CLASIFICACIÓN

PML:

Buena práctica TIPO DE MEDIDA:

Preventiva

IMPACTO Contaminación del

recurso agua.

RESPONSABLE Área administrativa

OBJETIVO Implementar un plan para el correcto almacenamiento y manejo de

sustancias químicas para prevenir posibles derrames.

JUSTIFICACIÓN En el proceso productivo de queso doble crema y queso campesino se

emplean diferentes sustancias químicas De esta forma, es necesario un

correcto uso y almacenamiento de estas sustancias químicas, con la

finalidad de prevenir algún tipo de derrame de estas sustancias que

puedan afectar los componentes bióticos y abióticos y a su vez a los

mismos trabajadores de la empresa.

ELEMENTOS DE

PROTECCIÓN

Protección respiratoria: Tapabocas.

Protección de las manos: Guantes de nitrilo.

Protección de la vista: Gafas de seguridad.

ACTIVIDADES

1. Implementar elementos de protección personal.

2. Conocer las características de las sustancias químicas a utilizar.

(Fichas técnicas)

3. Contar con un kit de derramen siempre que se vaya a manipular

alguna de las sustancias.

4. Destinar un lugar cerrado para el almacenamiento de las

sustancias químicas.

5. Almacenar de forma ordenada las sustancias químicas. (Ácidos,

bases, etc.…)

Tabla No. 32

Almacenamiento de sustancias químicas

5.3.2 Sistema de control de la contaminación - PTAR

Para establecer este sistema de control de la contaminación es necesario el tener diferentes puntos

en cuenta para así poder estructurar de manera correcta el sistema pudiendo de esta forma cumplir

con las necesidades de la empresa en cuanto al tratamiento de vertimientos resultado de su proceso

productivo para encontrarse dentro de los límites máximos permisibles establecidos por la

resolución 0631 del 2015. Basándonos en el diagrama No. 8 se presenta el respectivo planteamiento

del sistema de tratamiento de aguas residuales para esta industria donde cada una de las unidades

Page 98: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

98

fueron seleccionadas de acuerdo al sistema con el que cuenta actualmente la industria, así como las

unidades que podrían funcionar para el cumplimiento de la normatividad ambiental.

5.3.2.1 Balance de cargas

Para seleccionar cada una de las unidades de tratamiento que van a conformar el sistema es

necesario el establecer un balance de cargas contaminantes el cual de acuerdo con un valor inicial

de concentración (mg/L) de entrada se determinara la disminución del contaminante respecto al

porcentaje de remoción de cada unidad de tratamiento a utilizar dentro del sistema el cual varia con

respecto a las funciones de cada una de estas.

Dentro del planteamiento del balance de cargas se utilizaron los valores más altos de los parámetros

que exige la norma los cuales son DBO5, DQO, grasas y aceites, solidos suspendidos totales,

solidos sedimentables y cloruros; los cuales actualmente no se encuentran dentro de los límites

máximos permisibles establecidos por la normatividad actual. Para ello también se realizó la

conversión de las unidades de concentración (mg/L) a unidades para carga contaminante (Kg/día)

como se evidencia en la ecuación No.1.

𝐶𝑐 (𝐾𝑔

𝑑í𝑎) =

𝑄 (𝐿𝑠) 𝑥 𝐶 (

𝑚𝑔𝐿 ) 𝑥 7200

1000000

Ecuación No. 1

Conversión concentración – carga contaminante

Carga contaminante (Cc) en Kg/día.

Caudal (Q) en L/s.

Concentración en mg/L.

Factor de conversión de segundos a día 7200 correspondiente a las dos horas de descarga

día de vertimientos.

Factor de conversión de miligramos a kilogramos 1000000.

Page 99: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

99

Como se mencionó anteriormente para esta industria se utilizaron los valores más altos con respecto

a concentración obtenidos de las dos caracterizaciones realizadas previamente y a su vez utilizando

como base un caudal de 2 L/s el cual equivale a la descarga máxima obtenida en un periodo de dos

horas correspondientes al lavado de equipos al inicio y final de la jornada; así como durante la

elaboración de los diferentes productos. A continuación, se muestra un ejemplo de cómo se obtuvo

el valor de la carga contaminante para la DBO teniendo en cuenta la ecuación ya presentada.

𝐶𝑐 =2 (

𝐿𝑠) 𝑥 1734 (

𝑚𝑔𝐿 ) 𝑥 7200

1000000= 24,96 𝑘𝑔/𝑑í𝑎

Ecuación No. 2

Carga contaminante para la DBO

Los resultados obtenidos para los otros parámetros son los siguientes:

Parámetro

Concentración

Inicial (mg/L)

Carga

Contaminante

inicial

(Kg/día)

DBO 1734,00 24,97

GyA 2540,00 36,58

SST 1640,00 23,62

DQO 4335,00 62,42

Sólidos

sedimentables 834,00 12,01

Cloruros 1537,00 22,13

Tabla No. 33

Carga contaminante inicial

Realizada la conversión de cada uno de estos valores se realiza el balance de cargas el cual consiste

en estimar la cantidad removida por cada unidad de acuerdo con el porcentaje de remoción que

tiene cada una de ellas basándose en datos obtenidos de la resolución 0330 el 2017 (Reglamento

técnico para el sector de agua potable y saneamiento básico – RAS) y datos obtenidos de

Page 100: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

100

bibliografía como lo es el tratamiento de aguas residuales de Jairo Romero; con respecto a los

parámetros previamente mostrados.

Para ello se tomó como valor inicial la carga contaminante de los parámetros analizados en las

diferentes caracterizaciones como el valor de entrada (Ce) y utilizando la ecuación No. 3 se realizó

la siguiente operación para hallar la carga contaminante saliente.

𝐶𝑠 (𝐾𝑔

𝑑í𝑎) = 𝐶𝑒(

𝐾𝑔

𝑑í𝑎) − ( 𝐶𝑒 (

𝐾𝑔

𝑑í𝑎) 𝑥

%

100)

Ecuación No. 3

Remoción de contaminantes

Concentración de salida (Cs) en Kg/día.

Concentración de entrada (Ce) en Kg/día.

Porcentaje de remoción – Eficiencia (%) (Resolución 0330 de 2017 – Tratamiento de

aguas residuales, Jairo Romero).

A continuación, se muestran los resultados obtenidos en el proceso de cribado donde se muestran

los valores de entrada y los valores de salida con sus respectivos porcentajes de remoción-eficiencia

para esta unidad.

UNIDAD CRIBADO

Parámetro

Concentración

Inicial (mg/L)

Carga

Contaminante

inicial

(Kg/día)

Eficiencia

(%)

Concentración

Salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

DBO 1734,00 24,97 7,00 460,75 23,22

GyA 2540,00 36,58 20,00 580,57 29,26

SST 1640,00 23,62 25,00 351,43 17,71

DQO 4335,00 62,42 7,00 1151,87 58,05

Sólidos

sedimentables 834,00 12,01 6,00 223,99 11,29

Cloruros 1537,00 22,13 5,00 417,19 21,03

Tabla No. 34

Balance de cargas cribado

Page 101: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

101

Para realizar los balances de cargas para las siguientes unidades se desarrolla el mismo

procedimiento solamente que ahora la carga contaminante entrante (Ce) será la carga contaminante

de salida obtenida del proceso anterior como se evidencia a continuación.

CRIBADO TRAMPA DE GRASAS I

Parámetro

Eficiencia

(%)

Concentración

Salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

DBO 7,00 460,75 23,22 2,00 451,53 22,76

GyA 20,00 580,57 29,26 85,00 87,09 4,39

SST 25,00 351,43 17,71 10,00 316,29 15,94

DQO 7,00 1151,87 58,05 2,00 1128,83 56,89

Sólidos

sedimentables 6,00 223,99 11,29 30,00 156,79 7,90

Cloruros 5,00 417,19 21,03 5,00 396,33 19,97

Tabla No. 35

Balance de cargas cribado – trampa grasas I

A continuación, se presentan los balances de cargas para cada una de las unidades a implementar

dentro de la fase de tratamiento preliminar para la planta de tratamiento de aguas residuales de esta

industria de lácteos.

TRAMPA DE GRASAS I TRAMPA GRASAS II

Parámetro

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

DBO 2,00 451,53 22,76 2,00 442,50 22,30

GyA 85,00 87,09 4,39 45,00 47,90 2,41

SST 10,00 316,29 15,94 5,00 300,47 15,14

DQO 2,00 1128,83 56,89 2,00 1106,26 55,76

Sólidos

sedimentables 30,00 156,79 7,90 30,00 109,75 5,53

Cloruros 5,00 396,33 19,97 5,00 376,51 18,98

Tabla No. 36

Balance de cargas trampa de grasas I – Trampa de grasas II

Page 102: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

102

TRAMPA GRASAS II DESARENADOR

Parámetro

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

DBO 2,00 442,50 22,30 0,00 442,50 22,30

GyA 45,00 47,90 2,41 0,00 47,90 2,41

SST 5,00 300,47 15,14 15,00 255,40 12,87

DQO 2,00 1106,26 55,76 0,00 1106,26 55,76

Sólidos

sedimentables 30,00 109,75 5,53 15,00 93,29 4,70

Cloruros 5,00 376,51 18,98 0,00 376,51 18,98

Tabla No. 37

Balance de cargas trampa de grasas II - Desarenador

DESARENADOR TANQUE DE IGUALACIÓN

Parámetro

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

DBO 0,00 442,50 22,30 2,00 433,65 21,86

GyA 0,00 47,90 2,41 2,00 46,94 2,37

SST 15,00 255,40 12,87 10,00 229,86 11,58

DQO 0,00 1106,26 55,76 2,00 1084,13 54,64

Sólidos

sedimentables 15,00 93,29 4,70 20,00 74,63 3,76

Cloruros 0,00 376,51 18,98 2,00 368,98 18,60

Tabla No. 38

Balance de cargas desarenador – tanque de igualación

Finalmente se presentan las unidades correspondientes al tratamiento primario, así como el

tratamiento secundario con el cual ya cuenta la industria.

Page 103: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

103

TANQUE DE IGUALACIÓN DAF

Parámetro

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

DBO 2,00 433,65 21,86 35,00 281,87 14,21

GyA 2,00 46,94 2,37 90,00 4,69 0,24

SST 10,00 229,86 11,58 60,00 91,94 4,63

DQO 2,00 1084,13 54,64 35,00 704,69 35,52

Sólidos

sedimentables 20,00 74,63 3,76 90,00 7,46 0,38

Cloruros 2,00 368,98 18,60 35,00 239,84 12,09

Tabla No. 39

Balance de cargas tanque de igualación – DAF

DAF

Humedal artificial de flujo

superficial libre

Parámetro

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

Eficiencia

(%)

Concentración

salida (mg/L)

Carga

Salida

(Kg/día)

DBO 35,00 281,87 14,21 80,00 56,37 2,84

GyA 90,00 4,69 0,24 30,00 3,29 0,17

SST 60,00 91,94 4,63 80,00 18,39 0,93

DQO 35,00 704,69 35,52 80,00 140,94 7,10

Sólidos

sedimentables 90,00 7,46 0,38 80,00 1,49 0,08

Cloruros 35,00 239,84 12,09 80,00 47,97 2,42

Tabla No. 40

Balance de cargas DAF – Humedal artificial de flujo superficial libre

Page 104: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

104

Tras haber realizado el balance de cargas se obtuvieron los siguientes valores los cuales fueron a

su vez comparados con la normatividad ambiental actual (Resolución 0631 del 2015) en valores

de concentración (mg/L) de la siguiente manera:

CARGA

CONTAMINANTE

FINAL (kg/día)

Concentración

Final (mg/L)

VALOR

MAX

Norma

0631/15

(mg/L) ESTADO

DBO 2,84 56,37 250,00 CUMPLE

GyA 0,17 3,29 20,00 CUMPLE

SST 0,93 18,39 150,00 CUMPLE

DQO 7,10 140,94 450,00 CUMPLE

Sólidos

sedimentables 0,08 1,49 2,00 CUMPLE

Cloruros 2,42 47,97 500,00 CUMPLE

Tabla No. 41

Valores finales balance de cargas

Como se evidencia en la tabla No. 41 y en comparación con la tabla No. 33 el utilizar estas unidades

de tratamiento ya descritas permite que se disminuyan las concentraciones de cada uno de los

contaminantes de manera notable.

Page 105: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

105

5.3.2.2 Diseño – Unidades de tratamiento

A continuación, se presenta el diseño para cada una de las unidades de tratamiento propuestas en

la cual se evidencian los diferentes parámetros a tener en cuenta, así como las convenciones,

unidades, valores y ecuaciones respectivas para que estos puedan ser implementados correctamente

dentro de la industria disminuyendo así la carga contaminante con respecto a los vertimientos que

estos generan dentro de su proceso productivo; de esta manera para diseñar cada una de estas se

realizó una proyección la cual se debe a la visión por parte de la industria en cuanto al crecimiento

de la misma la cual corresponde a un 10% en los próximos cinco (5) años por lo cual el caudal

utilizado para estas unidades fue 2,2 L/s correspondientes al valor máximo de descarga en un

periodo estimado de dos horas las cuales equivalen al tiempo de lavado pre y post producción.

Tratamiento preliminar – Cribado

A continuación, se presentan los diferentes parámetros a tenidos en cuenta para el diseño del

sistema de cribado dentro de la PTAR incluyendo las formulas necesarias para la obtención de

estos.

CRIBADO

Parámetro Convención Unidades Valor Comentarios

Caudal diario

promedio F av

L/s 2,2 Suministrado por la industria

m3/h 7,92

Caudal

Máximo F max

L/s 4,4 F max = F av * 2

m3/h 15,84

Ancho de las

barras Wb m 0,008

Rejillas finas (6 - 10 mm), Wastewate

engineering, Metcalf & Eddy

Separación

entre las

barras

Sb m 0,02 Resolución 0330 del 2017, (15 - 50 mm)

Velocidad de

acercamiento Va m/s 0,5

Wastewater treatment, Romero (0,3-

0,6m/s)

Área del canal A m2 0,009 A2 = Qmax/Vac

Ancho del

canal Wc m 1 Asumido

Page 106: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

106

Altura de la

lámina de

agua

hw m 0,009 hw = A/Wc

Angulo de las

rejillas θ

° 45 Wastewater treatment, Romero (30 - 45°)

Longitud de la

rejilla en el

canal

Lc m

m

0,010 Lc = hw/(SEN (θ)

Numero de

barras n Un

36,42

9 n = (Wc + Sb) / (Wb + Sb)

Longitud total

de las rejillas L m 0,55 Asumido

Altura total h m 0,468 h = L * SEN (θ)

Perdidas H m 0,006

Ecuación de Kirshmer:

Pendiente %p % 0,001 Resolución 0330 de 2017

Coeficiente de

perdida para

las rejillas

b Un 2,42

Wastewater treatment, Romero

+B3:F22(2.42

for rectangular bars)

Tabla No. 42

Diseño del sistema de cribado - rejillas.

Page 107: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

107

Tratamiento preliminar – Trampa de grasas en serie

A continuación, se presentan los diferentes parámetros a tenidos en cuenta para el diseño la trampa

de grasas en el cual se incluyen los valores, ecuaciones y unidades correspondientes para este

sistema el cual corresponde a dos trampa grasas los cuales contaran con las medidas mostradas en

la tabla No. 43.

Trampa de grasas

Parámetro Unidad Convención Valor Comentarios

Caudal

L/s

F

2,2 Suministrado por la

industria m3/h 7,92

m3/s 0,00220

Carga Hidráulica m3/m2-

h So 7

(3 - 14 m3/m2-h),

Wastewate engineering,

Metcalf & Eddy)

Tiempo de retención min Td 5 (5 - 30) Asumida

Área m2 As 1,1 As = F/So

Volumen m3 V 0,66 V = (F*Td)/60

Altura Efectiva m Heff 0,583 Heff = V/A

Atura efectiva

seleccionada m H 0,80 Asumido

Altura total m Ht 1,00 Asumido

Relación largo Ancho L:W R 3 (2:1 - 5:1) Asumido

Ancho m W 0,6

Ancho seleccionado m W 0,6

Largo m L 1,8

L= W*R Largo seleccionado m m

2,24235873

7

Bafle primario m B1 0,2 1/5 de la altura efectiva

Bafle Secundario m B2 0,6 4/5 de la altura efectiva

Velocidad tubería m/s v 0,5 Asumido

Sección m2 s 0,0044 s = F/v

Diámetro de la tubería m

D 0,07

in 2,9468

Diámetro total de la

tubería in Dt 4

Tabla No. 43

Diseño del sistema de trampa grasas en serie

W = √𝐴𝑠

3

𝐷 = √4*𝐹

π*v

Page 108: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

108

Tratamiento preliminar – Desarenador

Unidades de conversión

Segundos - Día 86400

Factor de retorno (Fr) 0,85

Relación Largo: Ancho 5:1

cm3 - m3 1000000

Día - Minutos 1440

Tabla No. 44

Unidades de conversión

DESARENADOR

Parámetros de diseño Unidad Convención Valor Comentarios

Caudal de diseño L/s

Qd 2,20

Suministrado por la industria m3/s 0,003

Factor máximo hora - Fh 0,2 Valor

Tiempo de retención min Td 4,0 Valor asumido

Volumen del desarenador m3 Vd 0,7 Vd = Qd*Td

Área Superficial m2 As 0,72 As = V/H

Área Transversal m2 At 0,38 At = H * W

Profundidad m H 1,0 Asumida

Ancho m W 0,4 W = raíz (A/5)

Longitud m L 1,90 L = 5W

Tabla No. 45

Diseño desarenador

Vertedero tipo Sutro

Parámetros de diseño Unidad Convención Valor Comentarios

Caudal de diseño L/s

Q 2,20

Suministrado por la industria m3/s 0,003

Altura mínima m a 0,02 Valor asumido

Ancho de la base m b 0.1 Valor asumido

Altura del agua m H 0.02 Valor asumido

Corroboración del caudal m3/s

Qs 0.0016

L/s 1.634

Altura máxima m H max 0.15

Tabla No. 46

Diseño vertedero sutro

2.743

aQ ab H

maxmax

32.74*

Q aH

ab

Page 109: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

109

Y(m) X(m) H max (m) Qs (m3/s)

0,00 0,10 0,02 0,002

0,01 0,06 0,03 0,003

0,02 0,05 0,04 0,004

0,03 0,04 0,05 0,005

0,04 0,04 0,06 0,007

0,05 0,04 0,07 0,008

0,06 0,03 0,08 0,009

0,07 0,03 0,09 0,010

0,08 0,03 0,10 0,011

0,09 0,03 0,11 0,013

0,10 0,03 0,12 0,014

0,11 0,03 0,13 0,015

0,12 0,02 0,14 0,016

0,13 0,02 0,15 0,018

0,14 0,02 0,16 0,019

Tabla No. 47

Comportamiento de los diferentes caudales en el vertedero sutro

Tratamiento primario – Tanque de homogenización / Bombeo

Para el diseño del tanque de homogenización se realizó un aforo de caudal durante un periodo de

doce (12) horas el cual es el tiempo en el que se labora dentro de la industria durante cada hora

para así obtener doce (12) valores los cuales se obtuvieron por medio de aforo en unidades de litro

por segundo los cuales fueron convertidos a unidades de m3 por hora para el diseño de esta unidad

con la ecuación No.4

𝑄 (𝑚3

ℎ) = 𝑄 (

𝐿

𝑠) 𝑥

3600 𝑠

1 ℎ 𝑥

1 𝑚3

1000 𝐿

Ecuación No. 4

Conversión de unidades de caudal

Page 110: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

110

Los caudales obtenidos en este periodo de tiempo; así como su conversión a unidades de m3 por

hora se evidencian en la tabla No. 46 la cual también muestra el caudal máximo de descarga el cual

se halló por medio de aforo durante la jornada laboral las cuales se realizaron en un lapso de una

hora durante doce horas debido a que durante la jornada se presentan descargas, pero son

demasiado pequeñas para ser consideradas.

Hora Caudal

L/s

Caudal

(m3/h)

1 1,98 7,12

2 0 0

3 0 0

4 0 0

5 0 0

6 0 0

7 0 0

8 0 0

9 0 0

10 0 0

11 0 0

12 2,2 7,92

Tabla No. 48

Aforo de caudales

Seguido a esto se hallaron los caudales acumulado real sumando cada uno de los valores de la

siguiente manera consecutivamente.

Page 111: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

111

Hora Caudal

L/s

Caudal

(m3/h)

Caudal

acumulado

real

(m3/h)

1 a A A

2 b B A + B

3 c C A + B + C

4 d D

A + B + C

+ D

Tabla No. 49

Calculo del caudal acumulado real

Tras realizar el cálculo del caudal acumulado real para los caudales previamente obtenidos el

resultado fue el siguiente:

Hora Caudal

L/s

Caudal

(m3/h)

Caudal

acumulado

real

(m3/h)

1 1,98 7,12 7,12

2 0 0 7,12

3 0 0 7,12

4 0 0 7,12

5 0 0 7,12

6 0 0 7,12

7 0 0 7,12

8 0 0 7,12

9 0 0 7,12

10 0 0 7,12

11 0 0 7,12

12 2,2 7,92 15,048

Tabla No. 50

Caudal acumulado real

Al haber calculado estos valores en unidades de m3/h se procedió a sacar el valor promedio para

el caudal el cual será el caudal de bombeo hallándose de la siguiente manera.

Page 112: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

112

𝑄 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜 =∑ 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 (

𝑚3

ℎ )

# 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠=

13,68 𝑚3

ℎ12

= 1,14 𝑚3

Ecuación No. 5

Caudal promedio

Así mismo al obtener el caudal de bombeo se procede a hallar el acumulado del mismo para cada

una de las horas utilizando el procedimiento de la tabla No. 49.

Hora Caudal

bombeo

Caudal

acumulado

de bombeo

1 A A

2 B A + B

3 C A + B + C

4 D

A + B + C +

D

Tabla No. 51

Calculo caudal acumulado de bombeo

Los resultados obtenidos para el caudal acumulado de bombeo son los siguientes

Hora Caudal

L/s

Caudal

(m3/h)

Caudal

acumulado

real

(m3/h)

Caudal

bombeo

Caudal

acumulado

de bombeo

1 1,98 7,12 7,12 1,254 1,254

2 0 0 7,12 1,254 2,508

3 0 0 7,12 1,254 3,762

4 0 0 7,12 1,254 5,016

5 0 0 7,12 1,254 6,27

6 0 0 7,12 1,254 7,524

7 0 0 7,12 1,254 8,778

8 0 0 7,12 1,254 10,032

9 0 0 7,12 1,254 11,286

10 0 0 7,12 1,254 12,54

11 0 0 7,12 1,254 13,794

12 2,2 7,92 15,048 1,254 15,048

Tabla No. 52

Caudal acumulado de bombeo

Page 113: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

113

Posterior al haber obtenido los valores del Q bombeo se realiza un balance el cual se halló

utilizando la ecuación xx para cada hora.

𝐵𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜 − 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙

Ecuación No. 6

Balance tanque de homogenización

Los valores obtenidos para cada hora con respecto a los balances utilizando la ecuación anterior

son los siguientes.

Hora Caudal

L/s

Caudal

(m3/h)

Caudal

acumulado

real

(m3/h)

Caudal

bombeo

Caudal

acumulado

de bombeo

Balance

1 1,98 7,12 7,12 1,254 1,254 5,874

2 0 0 7,12 1,254 2,508 4,62

3 0 0 7,12 1,254 3,762 3,366

4 0 0 7,12 1,254 5,016 2,112

5 0 0 7,12 1,254 6,27 0,858

6 0 0 7,12 1,254 7,524 -0,396

7 0 0 7,12 1,254 8,778 -1,65

8 0 0 7,12 1,254 10,032 -2,904

9 0 0 7,12 1,254 11,286 -4,158

10 0 0 7,12 1,254 12,54 -5,412

11 0 0 7,12 1,254 13,794 -6,666

12 2,2 7,92 15,048 1,254 15,048 0

Tabla No. 53

Balance – tanque de homogenización / bombeo

Finalmente se realizan los siguientes cálculos para hallar las medidas del tanque de

homogenización como se evidencia en la tabla No. 52.

Page 114: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

114

Tanque de homogenización / Bombeo

Parámetro Unidad Convención Valor Comentarios

Caudal

máximo

positivo m3/h Q MAX + 5,874 Valor máximo positivo

obtenido del balance

Caudal

máximo

negativo m3/h Q MAX - -6,666 Valor máximo negativo

obtenido del balance

Intervalo h I 1 Intervalo de tiempo de

aforo de caudal

Volumen m3 V 12,54 𝑉 = [(𝑄𝑀𝐴𝑋 +) −(𝑄𝑀𝐴𝑋 −)] 𝑥 𝐼

Volumen

del tanque

final m3 Vf 15,048 Vf = V x 1,2 ( Factor de

seguridad)

Tiempo de

retención h T 4

Asumido para favorecer

la sedimentación y

regulación de las cargas

contaminantes

Profundidad m H 2,5 ASUMIDA

Área m2 A 6,0192 A = V / H

Largo m L 2,45 𝐿 = √𝐴

Ancho m A 2,45 An = L (Tanque

cuadrado)

Tabla No. 54

Diseño tanque de homogenización / bombeo

Page 115: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

115

Tratamiento primario – Flotación por aire disperso DAF

DAF

Zona Parámetro Convención Unidades Valor Comentarios

Tan

que

Caudal F

L/s 2,2

Caudal suministrado por la

industria

m3/d 190,08

m3/s 0,0022

m3/h 7,92

Velocidad de

flujo ascendente Uv m/h 10 Asumido

Área A m2 0,79 A= F/Uv

Diámetro del

tanque D m 1,00

Perímetro del

tanque P m 3,15

Tiempo de

retención Td h 0,16666667 Asumido

Volumen V m3 1,32 V=F*Td

Altura H m 1,7 H=V/A

Relación

aire/solidos A/rs - 0,03 Asumida

S (SST) [S] Kg/día 11,5849764 Balance de cargas entrada

al DAF

S (GyA) [F] Kg/día 2,36573568 Balance de cargas entrada

al DAF

Aire requerido Ar Kg/día 0,42 Ar=([S]+[F])*(A/rs)

Aire transferido At Kg/día 0,35 Asumido

Ali

men

taci

ón

Diámetro del

pozo de

alimentación

df m 0,20 df=D*0.2

Altura del pozo

de alimentación Hf m 0,83 Hf=H*0.5

Sal

ida

Altura del baffle Hb m 1,6 Asumido

Distancia del

baffle con

respecto a la

entrada

X b-l m 0,6 Asumido

Ancho del

lavado b m 0,100 0,10-- 0,25

Altura critica del

lavado yc m 0,010

carga sobre el

vertedero Cv m^3/m d 60,252 Q/P

D=√4∗𝐴

𝜋

𝑃 = 𝜋 ∗ 𝐷

Page 116: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

116

Flujo del

vertedero Wf m^3/S 0,000209 Q/#V

Gravedad g m/s^2 9,810 9,8 m/ s^2

Distancia entre

muescas dn m 0,300 rango 0,15---0,30

Numero de

vertederos Nw u 10,516 Quv/p

Angulo del

vertedero θ w ° 90,000 45- 90

Coeficiente de

descarga cd . 0,600 Asumido

Altura lámina de

agua en el

vertedero

Hv m 0,020 Asumido

Altura del

vertedero Hw m 0,040 Hw=Hv + 2 cm

Ancho del

vertedero Ww m 0,080 Wv= 2*hw*tan (θ/2)

Alto HI m 0,021

Altura de la

lámina de agua -

Lavado

hl m 0,031 HTL = HI+yc

Altura total de

lavado htl m 0,081 HL = HTL + 0,05 m

Diámetro

comercial Dt

in 2 Asumido

m 0,051 Conversión

Área transversal Ac m2 0,002

Velocidad de

flujo ascendente V m/s 1,085 V=Q/A

Distancia x m 0,5 Asumida

Longitud por

vuelta L m 1 L=2*d

Numero de

vueltas n Adimensional 6 Asumida

Longitud total de

la tubería Lt m 6 Lt=L*n

Cantidad de

codos de 180 o

vuelta - vuelta

C Adimensional 9 Asumido

Peso especifico γ N/m3 9810

Fluid mechanics tables,

Sevilla university

Viscosidad

dinámica µ N*s/m2 1,02E-03

Viscosidad

cinemática s m2/s 1,02E-06

𝐴 =𝜋

4∗ 𝐷2

Page 117: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

117

Tiempo de

retención T s 15 Asumido

Rugosidad E m 4,60E-05 Tubo de acero comercial

Rugosidad

relativa e Adimensional 4,35E+04 e=D/E

Longitud

equivalente Lt/D Adimensional 3,000 Tubería

Número de

Reynolds NR Adimensional 3,97E+00

Factor de

fricción de la

tubería

f Adimensional 5,1845

Factor de

fricción de flujo

turbulento

fT Adimensional 0,017

Table 10.5 (Fluid

mechanics boof by Robert

Mott, 2006)

Velocidad de

carga CV m 0,0000002

Coeficiente de

resistencia del

codo

K Adimensional 0,850

K= 50*fT

(Fluid mechanics boof by

Robert Mott, 2006)

Perdida de

energía en la

tubería

h m 0,0000033

Perdida de

energía por

accesorios

ha m 0,0000016

Pérdida total de

energía He m 0,0000049 He=h+ha

Gradiente de

velocidad G s-1 1,76

Tabla No. 55

Diseño DAF

A continuación, se presentan una serie de esquemas con el fin de entender cada una de las variables

a tener en cuenta dentro del diseño de esta unidad. Logrando así describirse las partes del mismo

CV=𝑉2

2∗𝑔

h= 𝑓 ∗𝐿𝑡

𝐷∗

𝑉2

2∗𝑔

ha= 𝐾 ∗ 𝐶 ∗𝑉2

2∗𝑔

NR=𝑉∗𝐷

𝑠

𝑓 =0.25

[𝑙𝑜𝑔 (1

3.7 ∗ 𝑒+

5.74𝑁𝑅0.9)]

2

𝐺 = √𝛾 ∗ 𝐻

𝜇 ∗ 𝑇

Page 118: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

118

como lo son el tanque, los vertederos y la zona de mezcla para el coagulante como se logra apreciar

en el diagrama No. 11

Diagrama No. 11

Esquema DAF

Tratamiento primario – Dosificación

Para calcular la dosificación de coagulante en el DAF en primer lugar se realizó un análisis de

laboratorio en el que se halló la alcalinidad la cual arrojo un valor de 203 mg CaCO3 / L y es

esencial para un ensayo de jarras, así como los datos mostrados en la tabla No. 53.

Page 119: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

119

DATOS RELEVANTES

Propiedades Valor

Volumen de la jarra (L) 1

Concentración solución madre de

coagulante – Sulfato de aluminio al

10 % (mg/L)

100000

Concentración solución madre de

floculante - Floculante aniónico 0,1

%(mg/L)

5000

Litro - Mililitro 1000

Tabla No. 56

Datos test de jarras

Seguido a esto se establecieron cuatro jarras y cuatro concentraciones para cada jarra de 250, 350

y 450 mg/L para el coagulante y 5 mg /L para el floculante. Así mismo se calculó la concentración

de cada uno de estos para cada jarra teniendo en cuenta la ecuación xx.

𝐶1 𝑥 𝑉1 = 𝐶2 𝑥 𝑉2

Ecuación No. 7

Ecuación de equilibrio químico

Donde para este caso cada una de las variables corresponden a los siguientes valores.

C1 – Concentración de la solución madre ya sea de coagulante o floculante. (mg/L)

V1 – Volumen de coagulante ó floculante a dosificar en cada una de las jarras para obtener

la concentración (L).

C2 – Concentración de coagulante ó floculante a la que se quiere llegar (250, 350 y 450

mg/L) (mg/L).

V2 – Volumen de la jarra (L).

Tras obtener los datos correspondientes a C1, C2, y V2 se procedió a despejar el volumen de

coagulante o floculante a dosificar en cada una de las jarras (V1) para así obtener el valor para cada

una de estas como se evidencia en la tabla No. 54.

Page 120: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

120

Determinación de la dosis de coagulante y floculante

Proceso Jarra Concentración

Jarra (mg/L)

Dosis

de la

jarra

(L)

Dosis

de la

Jarra

(mL)

Comentarios

Coagulante

1 250 0,0025 2,5 Para encontrar la dosis del

coagulante y floculante se tiene en

cuenta la concentración que se desea

tener en la jarra, la concentración de

la solución madre y el volumen de la

jarra. Para encontrar la dosis se

utilizó la ecuación C1*V1 = C2*V2

y finalmente se da la dosis en ml

2 350 0,0035 3,5

3 450 0,0045 4,5

Blanco 0 0 0

Floculante

1 5 0,001 1

2 5 0,001 1

3 5 0,001 1

Blanco 0 0 0

Tabla No. 57

Cálculo de la dosis de coagulante y floculante para cada jarra.

Tras determinar la dosis de coagulante y floculante para cada una de las jarras se procedió a agregar

a cada una de ellas; donde primero se agregó la solución madre de sulfato de aluminio a 120 RPM

por 60 segundos garantizando la mezcla rápida y pasado el tiempo se dosifico el floculante aniónico

a 25 RPM por 10 minutos para garantizar la mezcla lenta. Finalizado esto se logró evidenciar que

el que mejor reacción tuvo a esta prueba fue la concentración de 350 mg/L ya que en esta jarra el

floculo se forma rápidamente y de forma más consistente a comparación de las demás jarras para

posteriormente sedimentar mejorando a simple viste la apariencia del agua en cuanto a color se

refiere.

Para hallar los gramos por minuto que debe descargar el dosificador se multiplica el caudal que

para este caso son 2,2 L/s el cual se pasa a valores de metro cubico hora para obtener un valor de

7, 92 m3 / h por los miligramos por litro que nos dio el ensayo de jarras que en este caso es 350

mg /L que al igual se convierten a unidades de gramo por metro cubico dando un valor de 350 g

/ m3 y todo esto se divide por 120 minutos (Dos horas = 120 min) correspondiente al tiempo de

descarga realizado por la industria.

Page 121: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

121

𝐷𝑜𝑠𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑔𝑢𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒 = 7,92

𝑚3

ℎ 𝑥 350 𝑔/𝑚3

120= 23,1 𝑔/ min 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑔𝑢𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒

Ecuación No. 8

Dosis de coagulante

𝐷𝑜𝑠𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑜𝑐𝑢𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒 = 7,92

𝑚3

ℎ 𝑥 5 𝑔/𝑚3

120= 0,33 𝑔/ min 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑜𝑐𝑢𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒

Ecuación No. 9

Dosis de floculante

Finalmente se divide cada una de las dosis halladas para los dos componentes por su respectiva

densidad con el fin de expresar estos valores en ml/min.

𝐷𝑜𝑠𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑔𝑢𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒 (𝑚𝐿

𝑚𝑖𝑛) = 23,1 𝑔/ min 𝑥

𝑚𝐿

1,29 𝑔= 17,9 𝑚𝐿/𝑚𝑖𝑛

Ecuación No. 10

Dosis de coagulante ml/min

𝐷𝑜𝑠𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑜𝑐𝑢𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒 (𝑚𝐿

𝑚𝑖𝑛) = 0,33′ 𝑔/ min 𝑥

𝑚𝐿

0,9 𝑔= 0,36 𝑚𝐿/𝑚𝑖𝑛

Ecuación No. 11

Dosis de floculante ml/min

Tratamiento primario – Lechos de secado de lodos

A continuación, se muestran los diferentes parámetros de diseño a tener en cuenta para los lechos

de secado de lodos, así como sus valores y origen de los mismos. En primer lugar, para calcular

los lodos en base seca del pozo se tomaron los valores de entrada y de salida del DAF con respecto

a grasas y aceites Y solidos suspendidos totales que se encuentran en la tabla No. 39 del balance

de cargas y se realizó la operación mostrada en la ecuación No. 13.

Page 122: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

122

Valor carga contaminante de SST de entrada al DAF: 11,58 kg/día

Valor carga contaminante de SST de salida al DAF: 4, 23kg/día

Valor carga contaminante de grasas y aceites de entrada al DAF: 2,37 kg/día

Valor carga contaminante de grasas y aceites de salida al DAF: 0,24 kg/día

𝐿𝑠𝑝 =𝑘𝑔

𝑑í𝑎𝑆𝑆𝑇 +

𝑘𝑔

𝑑í𝑎𝐹𝑂𝐺

Ecuación No. 12

Calculo de lodos en base seca

𝐿𝑠𝑝 = (11,58𝑘𝑔

𝑑í𝑎− 4,23

𝑘𝑔

𝑑í𝑎) + (2,37

𝑘𝑔

𝑑í𝑎− 0,24

𝑘𝑔

𝑑í𝑎) = 9,08 𝑘𝑔/𝑑í𝑎

Ecuación No. 13

Lodos en base seca

LECHO DE SECADO

Parámetro Convención Unidades Valor Método/ formula

Lodos en base seca

del pozo Lsp kg/d 9,48

Lsp= kg/d SST +kg/d

GyA

Porcentaje de

sólidos % Sp - 5,0 -

Lodos en base

húmeda del pozo Lhp kg/d 189,6

Densidad de lodos d kg/m3 1017 -

Volumen de lodos Vp m3 0,19

Profundidad H 0,40 ASUMIDO

Largo L

m

5 ASUMIDO

Ancho An m 3 ASUMIDO

Área A m 15 A = L x An

Volumen del lecho V m3 6 V = L x H x An

Tabla No. 58

Diseño lechos de secado

𝐿ℎ𝑝=𝐿𝑠𝑝/(% 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑝)

𝑉𝑝=𝐿ℎ𝑝/𝑑

Page 123: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

123

Por otro lado, ya que el pH se encuentra entre en 6,5 y 6,8 es necesario el agregar químicos al lado

con el fin de estabilizarlos y subir el pH a 8 garantizando que por acciones del ambiente este pueda

bajar dificultando su tratamiento; y tras realizar esta estabilización pueda ser utilizados como abono

en jardines dentro de la industria. Es por ello por lo que se recomienda el agregar cenizas de carbón

las cuales son un residuo generado dentro de la caldera los cuales debido a su composición

permitirán el regular el pH de los lodos generados para su posterior disposición.

Adecuación del humedal artificial de flujo superficial libre

Esta unidad de tratamiento tras ser evaluada anteriormente se logró el identificar las deficiencias

que presentaba en cuanto a diseño; por lo cual se decidió por espacio el adecuar la unidad presente

con el fin de evitar que esta genere riesgos así que se realizara en primer lugar la remoción de una

porción de suelo (aproximadamente 50 cm) tras haber desocupado el humedal en su totalidad. Así

mismo se agregará en primer lugar una capa de arcilla de 30 cm debido a su alto nivel de absorción

y su porosidad como se evidencia en la tabla No. 56; por otro lado, sobre esta se colocara una capa

de arena gruesa de 20 cm con el fin de complementar la función de la arcilla la cual llevara encima

de esta un geo textil que impida el paso del agua al suelo y a su vez esta contara con una capa de

grava de aproximadamente 15 cm para así favorecer la formación de una bio película sobre esta y

en complemento con las plantas permitan el remover una mayor cantidad de estos contaminantes

en especial con respecto a los cloruros . Finalmente se volverán a sembrar las plantas previamente

removidas para colocar en funcionamiento esta unidad en complemento con las ya instaladas en

los tratamientos previos a la misma.

Page 124: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

124

Tabla No. 59

Valores estimados de la porosidad

Page 125: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

125

5.3.3 Costos

Para el análisis de costos se realizó la cotización superficial de los diferentes materiales necesarios

para la construcción de la planta de tratamiento de aguas residuales para la industria de lácteos. Se

calculó la materia prima necesaria para la construcción estructural de las unidades de tratamiento,

las cuales estarán constituidas de concreto en el caso de la trampa de grasas, desarenador y lamina

de acero inoxidable para el DAF. Por otro lado, se cotizó otros materiales necesarios para el

correcto funcionamiento de estas, tales como el material de los barrotes para el cribado, que son de

hierro y dos (2) bombas, una (1) para el tanque de homogenización y otra bomba para retirar los

lodos del DAF y disponerlos en los lechos de secado. En cuanto a las instalaciones hidráulicas se

dimensionó y cotizó la tubería y accesorios necesarios, es de aclarar que este análisis de costos es

muy superficial debido a que en el presente documento se diseñaron las unidades de tratamiento

para aguas residuales de la industria láctea, más no se va a ejecutar la construcción y operación de

esta.

COSTOS DIRECTOS

ITEM CANTIDAD

VALOR

UNITARIO TOTAL

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Metros Cúbicos de

Concreto 16,00 $ 783.000 $ 12.528.000

Metros de Tubería 12,00 $ 12.483 $ 149.800

Accesorios (Codos 90°) 6,00 $ 10.000 $ 60.000

Accesorios (Reducción

y Ampliación) 2,00 $ 5.000 $ 10.000

Bomba sumergible 1,00 $ 1.200.000 $ 1.200.000

Bomba para lodos 1,00 $ 7.000.000 $ 7.000.000

Kg de Acero Inoxidable 21,00 $ 1.900 $ 39.900

Varillas de Hierro 22,00 $ 1.532 $ 33.697

Accesorios (Válvulas de

Globo) 6,00 $ 12.000 $ 72.000

TOTAL $ 21.093.397

Tabla No. 60

Análisis superficial de costos

Page 126: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

126

6. Conclusiones

Establecer un sistema de control de la contaminación permite el disminuir los diferentes

contaminantes emitidos por parte de una industria logrando así con la normatividad vigente.

Los altos niveles presentados en cuanto a contaminantes tales como los sólidos

suspendidos, grasas y aceites, cloruros y fosforo permitieron el mostrar las falencias

presentadas en cuanto a diseño dentro del sistema de tratamiento de esta industria.

Mediante la construcción de la línea base en la cual se realizó un diagnóstico de la industria

en cuanto a vertimientos; permitió el establecer diferentes alternativas destinadas al

mejoramiento tanto productivo como ambiental de esta empresa.

El rehusó de residuos generados dentro de la etapa productiva tales como el lactosuero

como materia prima para la elaboración de otros productos como la mantequilla permite el

abrir las puertas a nuevos mercados.

Al establecer sistemas de recolección de lactosuero para su rehusó garantizara una

disminución considerable en cuanto a los vertimientos generados ya que este residuo es el

principal componente de estos.

La evaluación de alternativas permitió el esclarecer cuál de las planteadas es más factible y

se acopla a las necesidades de la empresa en cuanto a la demanda que esta presenta, así

como al control de los vertimientos generados debido a que permite el cumplir con los

límites máximos permisibles establecidos en la resolución 0631 para el sector de

elaboración de productos alimenticios y bebidas, así como el favorecer a la implementación

de metodologías que disminuyan los residuos generados y a su vez permitan el generar

nuevos ingresos para la industria.

Page 127: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

127

Al evaluar el sistema de control de la contaminación para esta industria se logró el

establecer que al reemplazar algunas de las unidades de tratamiento existentes por unas

nuevas como por ejemplo el DAF se disminuye gran cantidad de la carga contaminante

dentro los vertimientos lo cual se evidencia dentro del balance de cargas realizado.

El diseñar las nuevas unidades de tratamiento con un aumento del 10% en cuanto al caudal

permite que la PTAR pueda recibir un flujo mayor al generado actualmente lo cual a su vez

responde a las proyecciones de la empresa con respecto al aumento de los productos

elaborados y a su vez de los vertimientos producidos a raíz de esto.

Los costos superficiales estimados permiten evidenciar parcialmente el panorama con

respecto al costo aproximado en cuanto a la construcción de la PTAR para la industria.

Page 128: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

128

7. Bibliografía

AMBIENTAL, G. D. (2004). FÓSFORO TOTAL EN AGUA POR DIGESTION ACIDA,

MÉTODO DEL ACIDO. Bogotá: IDEAM.

Arrieta, J. (2015). Producción más limpia en la industria. Trabajo de la Secretaría Distrital

de Ambiente. Recuperado de:

http://www.ambientebogota.gov.co/web/sda/search?p_auth=SUPtlE9P&p_p_auth=nbdt7

yJI&p_p_id=20&p_p_lifecycle=1&p_p_state=exclusive&p_p_mode=view&_20_struts_

action=%2Fdocument_library%2Fget_file&_20_groupId=24732&_20_folderId=374807

7&_20_name=16409

Buenaño, M. PROPUESTA DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DE UNA EMPRESA ENVASADORA DE LECHE DEL CANTÓN

RIMUÑAHUI, PARA QUE CUMPLA CON LA NORMA TÉCNICA AMBIENTAL

(T.U.L.A.S.). Escuela Politécnica Nacional (Quito – Ecuador). Tomado de:

http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10534/1/CD-6234.pdf

Codagua. (2017). aguas industriales. Obtenido de

http://www.cadagua.es/aguas-industriales

Contaminación en la industria láctea. (s.f). Recuperado de:

http://www.insacan.org/racvao/anales/1995/articulos/08-1995-02.pdf

CYPE Ingenieros S.A. Generador de precios de la construcción. Recuperado de:

http://www.colombia.generadordeprecios.info/

Domingo, J. Beltrán, A. Federico, L. Ramalho, R. (2003). Tratamiento de agua residual.

Barcelona.

Page 129: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

129

ECONOMIA, S. D. (2001). Analisis de agua – Determinación de cloruros en aguas

naturakes, residuales y residuales tratadas. Ciudad de México: Estados Unidos Méxicanos.

Hidrología, S. d. (2007). SÓLIDOS TOTALES SECADOS A 103 – 105ºC. Bogotá: IDEAM.

ICONTEC. Manual de introducción a la producción más limpia en la industria. Obtenido

de: http://www.ingenieroambiental.com/4014/novedades23.pdf

ICONTEC. (2015). SISTEMA DE GESTIÓN AMBIENTAL. REQUISITOS CON

ORIENTACIÓN PARA SU USO. [NTC-ISO 14001]. Recuperado de:

https://informacion.unad.edu.co/images/control_interno/NTC_ISO_14001_2015.pdf

ICONTEC. (22 de diciembre de 2005), SISTEMA DE GESTIÓN DE CALIDAD

FUNDAMENTOS Y VOCABULARIO. NTC ISO 9000, Bogotá.

LENNTECH. (Febrero de 2017). LENNTECH. Obtenido de

https://www.lenntech.es/nitritos.htm#Definici%F3n#ixzz5dG0ArgiB

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (13 de agosto de 2014). Resolución 1207

del 2014. Diario Oficial 49242. Recuperado de:

http://www.minambiente.gov.co/images/GestionIntegraldelRecursoHidrico/pdf/normativa

/Res_1207_2014.pdf

Ministerio de desarrollo económico. (noviembre, 2000) Reglamento Técnico Del Sector de

Agua Potable Y Saneamiento Básico RAS. Sección II. Dirección de agua potable y

saneamiento básico. Bogotá. Titulo E.

ONUDI. Manual de producción más limpia. Obtenido de: https://docplayer.es/10773854-

Onudi-manual-de-produccion-mas-limpia.html

Page 130: PROPUESTA PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE …

130

Pinto, A. (2017). Sector lechero en Colombia: Potencial desperdiciado. Obtenido de

https://agronegocios.uniandes.edu.co/2017/09/22/sector-lechero-en-colombia-potencial-

desperdiciado/

Pollution, E. U. (2017). Impacto ambiental. Obtenido de

http://www.canarina.com/impacto-ambiental.htm

Presidente de la República. (octubre 25 del 2010). Capítulo 2 [Articulo 3]. Decreto 3930

del 2010. Recuperado de:

http://www.corpamag.gov.co/archivos/normatividad/Decreto3930_20101025.pdf

Ramirez, J. S. (2011). Empleo de lactosuero y sus componentes en la elaboración de postres

y productos de confitería. Research gate, 66-70.

Romero, J. (2000). Tratamiento de aguas residuales: Teoría y principios de diseño. Bogotá.

Escuela Colombiana de Ingeniería.

Sánchez, P, Succar J. (2003). APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE PRODUCCIÓN

MÁS LIMPIA EN EL SECTOR METALMECÁNICO DE LA CIUDAD DE CARTAGENA.

Corporación universitaria tecnológica de Bolívar. Tomado de:

http://biblioteca.utb.edu.co/notas/tesis/0018959.pdf

Tchobanoglous, G. ET AL.(1995). Ingeniería de aguas residuales: Tratamiento, vertido y

reutilización. Madrid, McGraw-Hill