FORMATOS DE SOLICITUD UTILIZADOS PARA LA PRESENTACIN DE:

513-PR-03-R02

Direccin General de Educacin Superior Tecnolgica

Convocatoria ProIFOPEP 2012

PROTOCOLO DE INVESTIGACIN(CI-02/2012)

Instituto Tecnolgico de la Laguna

Sal Frausto Hernndez N de control: 12130713

Ttulo del proyecto

"Tratamiento de aguas grises por medio de un sistema semiautomtico

1. DESCRIPCIN DEL PROYECTO

1.1 ResumenEl objetivo de este proyecto es construir un sistema semiautomtico el cual su funcin sea la de tratar y reutilizar constantemente las aguas grises de los hogares y de esta forma tener un gran ahorro de agua potable, la cual est escaseando en nuestra regin, y con el paso del tiempo, tambin tener un ahorro monetario.

Este proyecto consta de instalar este sistema en las casas prximas a construir, uniendo entre las casas las tuberas que trasladaran el agua gris a un tanque en comn, y de esta forma, tratar el agua y, despus de ser tratada, regresarla por medio de otras tuberas que estaran conectadas a las casas de donde originalmente surgi el agua a tratar.

Abstract

The objective of this project is to build a semi-automated system which its function is to treat and turn greywater reuse of households and thus have a great saving of potable water, which is scarce in our region, and with the pass of time, we would also have monetary savings.This project consists of installing this system in the next build houses, between houses connecting pipes that would move the gray water tank in common, and thus treat the water and, after treatment, return it via other pipes that would be connected to the houses where the water originally came to be treated.1.2 Introduccin

Estamos viviendo en una poca en la cual nuestro planeta Tierra sufre de una gran sobreexplotacin de sus recursos naturales. Uno de estos recursos, y que se podra considerar el ms importante, es el lquido vital, el agua. El problema con el agua se ha agravado con el paso de los aos. Lo podemos ver en varias regiones del planeta, que sus pobladores sufren de escasez, por lo cual no pueden llevar una buena calidad de vida.

Actualmente, gran parte de nuestro pas est sufriendo de esta escasez, los sectores de bajos recursos son los ms afectados, ya que hay veces en las que ni tienen agua a su alcance. En nuestra regin, la comarca lagunera, no es la excepcin. Contamos con un clima desrtico gran parte del ao, y el agua aqu ha ido disminuyendo con el paso de los aos. Los pozos de donde se extrae el agua estn desapareciendo, o siendo contaminados con diversos agentes qumicos. Por lo tanto, es necesario buscar diversas formas de sacar el mximo provecho del agua que consumimos. Una de ellas es, como he mencionado, el reciclaje del agua gris, hacindolo por medio de un sistema semiautomtico el cual, yo considero que, con el paso del tiempo, se ver que el beneficio va a ser muy grande.

1.3 Antecedentes

En los siguientes ejemplos, podremos observar existen diversos sistemas del tratamiento de las aguas grises, y como observaremos, todos estos son individuales, con esto me refiero a que solo sirven para una casa. Pero no vemos algo patentado que una las tuberas de varias casas a un tanque en comn, ni que sea todo hecho de una forma automatizada. A continuacin estn algunos de los sistemas que existen de acuerdo al Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial:ID Ficha: 5070352

Nacionalidad inventor: MX

Inventor(es): ALFONSO SANCHEZ DEL VALLE

Ttulo: MAQUINA SINFIN CON SISTEMA DE RECICLADO DE AGUA GRIS PROVISTA CON REGADERA, RECOLECTA, LIMPIA Y CALIENTA EL AGUA USADA EN LA MISMA.

Resumen

Una mquina con sistema de reciclado de agua sinfn provista con regadera que recolecta, limpia y calienta el agua usada en el aseo del cuerpo, consta de un piso metlico, un registro subterrneo, una tubera de PVC, dividida en seccin de suministro de agua gris, seccin de limpieza y de distribucin de agua limpia, el agua recolectada en el registro se enva por medio de una bomba a un tanque superior que almacena el agua gris, se surte por gravedad a una estacin de filtrado, luego tambin por gravedad a un tanque de almacenamiento de agua limpia la cual se distribuye hacia un monomando y calentador elctrico ubicados en un nivel superior, se enva el agua a travs de una bomba.

ID Ficha: 4850552

Nacionalidad inventor: MX

Inventor(es)

VICENTE VILLA SAN MARTIN

Ttulo: SISTEMA DE REUSO DE AGUA DOMESTICA.

Resumen

Un sistema de reuso de agua domstica que recolecta el agua residual de una casa, la somete a un tratamiento por medio de bacterias dentro de un tanque de oxidacin, dicho tratamiento con un tiempo mnimo de ocho horas; el agua gris tratada se desaloja hacia un depsito conectado en serie con el tanque de oxidacin, desde el depsito mencionado se enva, por medio de bombeo, el agua gris hacia un deposito superior para su distribucin por gravedad. El depsito de agua gris y el tanque de oxidacin se encuentran enterrados en el suelo del patio de la casa, el depsito posee un vertedor de demasas conectado al drenaje municipal.

ID Ficha: 4811548

Nacionalidad inventor: MX

Inventor(es): GERARDO ANTONIO PASTRANA Y MONDRAGON

Ttulo: SISTEMAS PARA RE-USO DE AGUA DIMICILIARIA MEDIANTE DEPOSITOS PARA ALMACENAMIENTO DE AGUA GRIS O JABONOSA PARA SU POSTERIOR USO EN SANITARIOS, Y RIEGO DE PLANTAS Y JARDINES.

Resumen

Se presenta una invencin para el ahorro de agua consistente en el re-uso de agua gris o jabonosa proveniente de regaderas, lavabos, lavadora de ropa para su posterior empleo para sanitarios, riego de plantas y jardines y lavado de automviles. Por cuanto a la invencin esta se caracteriza por porque dispuesto por un primer depsito o colector del agua consumida en un lavabo y de una regadera, de capacidad suficiente para alimentar varias veces el depsito del sanitario donde dicho depsito comprende una entrada de alimentacin y una salida del agua jabonosa, adems dicho deposito dispone de una bomba para el manejo de las aguas jabonosas que salen del depsito y que envan el fluido al depsito del sanitario y una salida para eliminar el excedente del tanque y enviarlo a la red de drenaje, de un electronivel para el adecuado control del suministro de agua del depsito sanitario, de tal manera que al descargarse el sanitario, enva una seal a una bomba para su arranque y viceversa; de una segunda parte, consiste en la recuperacin de agua del lavadero y lavadora de ropa, cuyos volmenes en comparacin a la de las regaderas, en mayor, y la cual dispone de un segundo depsito, con una capacidad suficiente para almacenar agua jabonosa y que se emplear para el lavado de piso, lavado de automviles y riego de plantas, donde dicho depsito, dispone de entradas y salidas de agua y que es conducida, una salida para eliminar el excedente del tanque y enviarlo al drenaje, donde dichas salidas se localizan hacia la parte superior del depsito y de una salida colocada por la parte inferior del depsito que se dirige a una salida comn para el uso de lavado de autos, piso y regado. Por todo ello el alcance de la invencin se suscribe aquellas invenciones de ahorro para agua.

1.4 Marco terico

Los seres humanos han almacenado y distribuido el agua durante siglos. En la poca en que el hombre era cazador y recolector el agua utilizada para beber era agua del ro. Cuando se producan asentamientos humanos de manera continuada estos siempre se producen cerca de lagos y ros. Cuando no existen lagos y ros las personas aprovechan los recursos de agua subterrneos que se extrae mediante la construccin de pozos. Cuando la poblacin humana comienza a crecer de manera extensiva, y no existen suficientes recursos disponibles de agua, se necesita buscar otras fuentes diferentes de agua.

Hace aproximadamente 7000 aos en Jeric, el agua almacenada en los pozos se utilizaba como fuente de recursos de agua, adems se empez a desarrollar los sistemas de transporte y distribucin del agua. Este transporte se realizaba mediante canales sencillos, excavados en la arena o las rocas y ms tarde se comenzaran a utilizar tubos huecos. Por ejemplo en Egipto se utilizan rboles huecos de palmera mientras en China y Japn utilizan troncos de bamb y ms tarde, se comenz a utilizar cermico, madera y metal. En Persia la gente buscaba recursos subterrneos. El agua pasaba por los agujeros de las rocas a los pozos.

Alrededor del ao 3000 a.C., la ciudad de Mohenjo-Daro (Pakistn) utilizaba instalaciones y necesitaba un suministro de agua muy grande. En esta ciudad existan servicios de bao pblico, instalaciones de agua caliente y baos.

En la antigua Grecia el agua de escorrenta, agua de pozos y agua de lluvia eran utilizadas en pocas muy tempranas. Debido al crecimiento de la poblacin se vieron obligados al almacenamiento y distribucin (mediante la construccin de una red de distribucin) del agua.

El agua utilizada se retiraba mediante sistemas de aguas residuales, a la vez que el agua de lluvia. Los griegos fueron de los primeros en tener inters en la calidad del agua. Ellos utilizaban embalses de aireacin para la purificacin del agua.

Los romanos fueron los mayores arquitectos en construcciones de redes de distribucin de agua que ha existido a lo largo de la historia. Ellos utilizaban recursos de agua subterrnea, ros y agua de escorrenta para su aprovisionamiento. Los romanos construyan presas para el almacenamiento y retencin artificial del agua. El sistema de tratamiento por aireacin se utilizaba como mtodo de purificacin. El agua de mejor calidad y por lo tanto ms popular era el agua proveniente de las montaas.

Los acueductos son los sistemas utilizados para el transporte del agua. A travs de los acueductos el agua fluye por miles de millas. Los sistemas de tuberas en las ciudades utilizan cemento, roca, bronce, plata, madera y plomo. Las fuentes de agua se protegan de contaminantes externos.

Despus de la cada del imperio Romano, los acueductos se dejaron de utilizar. Desde el ao 500 al 1500 d.C. hubo poco desarrollo en relacin con los sistemas de tratamiento del agua. Durante la edad media se manifestaron gran cantidad de problemas de higiene en el agua y los sistemas de distribucin de plomo, porque los residuos y excrementos se vertan directamente a las aguas. La gente que beba estas aguas enfermaba y mora. Para evitarlo se utilizaba agua existente fuera de las ciudades no afectada por la contaminacin. Esta agua se llevaba a la ciudad mediante los llamados portadores.

El primer sistema de suministro de agua potable a una ciudad completa fue construido en Paisley, Escocia, alrededor del ao 1804 por John Gibb. En tres aos se comenz a transportar agua filtrada a la ciudad de Glasgow.

En 1806 Paris empieza a funcionar la mayor planta de tratamiento de agua. El agua sedimenta durante 12 horas antes de su filtracin. Los filtros consisten en arena, carbn y su capacidad es de seis horas.

En 1827 el ingls James Simpln construye un filtro de arena para la purificacin del agua potable. Hoy en da todava se considera el primer sistema efectivo utilizado con fines de salud pblica.

Una de las mayores preocupaciones en la historia de la humanidad ha sido el procurarse agua lo ms pura y limpia posible.La historia del agua potable es muy remota. En Siria y Babilonia se construyeron conducciones de albailera y acueductos para acercar el agua desde sus fuentes a lugares prximos a las viviendas. Los antiguos pueblos orientales usaban arena y barro poroso para filtrar el agua, tambin en Europa los romanos construyeron una red de acueductos y estanques e instalaron filtros para obtener agua de mayor calidad.

Hay registrados mtodos para mejorar el sabor u el olor del agua 4.000 aos antes de Cristo. Escritos griegos antiguos, recomendaban mtodos de tratamiento tales como filtracin a travs de carbn, exposicin a los rayos solares y ebullicin. En el antiguo Egipto dejaban reposar el agua en vasijas de barro durante varios meses para dejar precipitar las partculas e impurezas, y mediante un sifn extraan el agua de la parte superior (decantacin), en otras ocasiones incorporaban ciertas sustancias minerales y extractos vegetales para facilitar la precipitacin de partculas y clarificar el agua (coagulacin). En los comienzos del 1500 antes de Cristo, se tiene referencias de que los egipcios usaban para lograr precipitar las partculas suspendidas en el agua.

Ya en el siglo XVII de nuestra poca se estableci la filtracin como un efectivo medio para eliminar partculas del agua, aunque el grado de claridad conseguido no era medible en esta poca. Al comienzo del siglo XVIII empez a usarse de forma ms regular la filtracin lenta sobre arena. Durante la segunda mitad de este siglo XVIII, los cientficos alcanzaron grandes conocimientos sobre las fuentes y efectos de los contaminantes del agua potable (en 1855 se prob que el clera era una enfermedad de transmisin hdrica al relacionarse con el brote surgido en Londres a consecuencia de la contaminacin de un pozo pblico por aguas residuales. En 1880 Pasteur explic como organismos microscpicos podan transmitir enfermedades a travs del agua. En el siglo XX se descubri que la turbiedad del agua no era solo un problema esttico; las partculas en las fuentes del agua tales como la materia fecal, podra servir de refugio a los patgenos. As como la filtracin se mostr como un mtodo de tratamiento efectivo para reducir la turbiedad, desinfectantes como el cloro jugaron un gran papel en la reduccin del nmero de brotes epidmicos en los comienzos del siglo XX.

En 1908 se emple el cloro por primera vez como un desinfectante primario del agua potable de New Jersey. Otro desinfectante como el ozono, tambin empez a emplearse por estas fechas en Europa. Los ms recientes avances en el tratamiento del agua han sido las mejoras alcanzadas en el desarrollo de membranas para osmosis inversa y otras tcnicas como la ozonizacin y otras relativas a la eliminacin de los cada vez mayor nmero y cantidad de contaminantes encontrados en el agua potable.

En Mxico, anteriormente hubo organizaciones que se encargaban de la distribucin, tratamiento y cuidado de los mantos acuferos, como lo fueron la Direccin de Aguas, Tierras y Colonizacin (1917), La Comisin Nacional de Irrigacin (1926), a Secretara de Recursos Hidrulicos (1946) y la Secretara de Agricultura y Recursos Hidrulicos (1976). Actualmente, la que se encarga de todo esto es la Comisin Nacional del Agua (CONAGUA). El uso del agua en el pas est dividido de la siguiente forma:

77% se usa en la agricultura y la ganadera.

13% es de consumo municipal y domstico.

10% es usada en la industria.

La imagen mostrada a continuacin presenta el gasto aproximado de agua en un hogar ocasionado por persona.

Ahora que tenemos una idea de cmo se ha tratado el agua con el paso del tiempo, vemos cmo es que se distribuye el gasto de esta misma vamos con la siguiente pregunta:

Qu son las aguas grises? Las aguas grises son las aguas generadas por procesos domsticos como el lavado de ropa, lavado de trastes y el bao de las personas.Las aguas grises son distintas a las aguas negras, ya que las aguas negras estn contaminadas con desechos humanos.

Ahora que ya conocemos un poco de la historia del tratamiento del agua, procederemos a ver cmo se realizara este proyecto.Para tratar las aguas grises de la forma semiautomtica que queremos necesitaremos de diversos elementos, los cuales son los siguientes:

1. Mezclador sumergible con motor: este ayudara a mezclar, agitar, disolver y mantener slidos en suspensin para este tratamiento.

2. Dos tanques, uno ser el tanque de tratamiento, que es en donde se depositar el agua a tratar, y el otro ser el tanque de almacenamiento.

3. Un filtro. Se encargara de separar los desechos del agua.

4. Sensores transmisores de nivel, los cuales se colocaran uno en cada tanque.

5. Un sensor transmisor de pH, el cual servir para indicarnos la acidez con la cual cuenta el agua.

6. Vlvulas de control, las cuales se encargaran de abrir y cerrarle el paso al agua.

7. Bombas dosificadoras, que su trabajo ser regular la cantidad de qumicos aadidos al agua.

8. Bomba impulsora o centrfuga, que su trabajo ser el mover el agua del tanque de tratamiento al tanque de almacenamiento.

9. Un PLC, el cual ser programado de acuerdo a nuestras necesidades.

Ya los dems materiales seran los de construccin, ya sea cemento, varilla, los tubos PVC, etc. Y para poder medir la pureza con la cual saldr el agua, la mediremos por medio de unas pruebas que miden los nitratos y nitritos, el cloro, minerales como hierro, plomo y cobre, y la dureza del agua. 1.5 Objetivos Los objetivos primordiales de este proyecto son los siguientes:a) Tratar las aguas grises para posteriormente, reutilizarla.

b) Disminuir el uso de agua potable en los hogares, lo cual implicara una reduccin de costos tanto para nosotros como para el municipio.

c) Disminuir la extraccin de agua de los sistemas naturales, para de esta forma evitar su degradacin.

d) Menor cantidad de aguas residuales que necesitan ser tratadas en los municipios o en los tanques spticos. El uso de aguas grises aumenta el ciclo de vida y la capacidad de los tanques spticos.

e) Ahorro de energa y qumicos en el tratamiento. Si se aprovechan las aguas grises en el hogar, se bombea menos agua y tambin es un incentivo para reducir el uso de productos contaminantes, como detergentes; adems, ser menor la cantidad que necesita tratamiento (tanto al entrar como al salir del hogar).1.6 MetasImplementar este sistema en el pas para reducir gasto de agua potable y a su vez reducir costos.Anlisis de regresin: Ahorro vs. % de pureza, Tiempo

La ecuacin de regresin es

Ahorro = 40.0 + 0.000000 % de pureza + 10.0 Tiempo

Predictor Coef SE Coef T P

Constante 40.0000 0.0000 * *

% de pureza 0.00000000 0.00000000 * *

Tiempo 10.0000 0.0000 * *

S = 0 R-cuad. = 100.0% R-cuad.(ajustado) = 100.0%

Anlisis de varianza

Fuente GL SC CM F P

Regresin 2 115000 57500 * *

Error residual 21 0 0

Total 23 115000

Fuente GL SC Sec.

% de pureza 1 109010

Tiempo 1 5990

Observaciones poco comunes

% de EE de Residuo

Obs pureza Ahorro Ajuste ajuste Residuo estndar

1 50.0 50.000 50.000 0.000 -0.000 * X

X denota una observacin cuyo valor X le concede gran apalancamiento.

En esta grfica podemos ver el ahorro que podremos obtener con respecto al tiempo transcurrido

1.8 Metodologa

1.12 Referencias http://repository.lasallista.edu.co/dspace/bitstream/10567/426/1/v3n1_p19-29TECNOLOGIAS%20SOSTENIBLES%5B1%5D....pdfhttp://www.bvsde.paho.org/bvsaidis/ecuador10/gris.pdfhttp://www.colpos.mx/agrocien/Bimestral/2006/mar-abr/art-12.pdfhttp://vivienda.ine.gob.mx/index.php/agua/recoleccion-recliclado-y-reuso-de-agua/aguas-griseshttp://www.ecoaigua.com/es/depuradoras-aguas-grises.htmhttp://siga.impi.gob.mxhttp://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2006/02/14/149371.phphttp://reciclarelagua.blogspot.mx/2011/02/eliminacion-de-dureza-proceso-2.htmlhttp://www.bvsde.paho.org/bvsaar/fulltext/uso_reuso.pdfhttp://www.totagua.com/pdf/reutilizacion-de-aguas/aguas-grises.pdfhttp://prezi.com/is6ozkcgbhm6/reutilizacion-aguas-grises/http://prezi.com/umgkeyls_3vl/sistema-de-reciclaje-de-aguas-grises/http://es.wikihow.com/verificar-la-pureza-del-aguaProfesor-Investigador Responsable

Nombre y Firma

Se debern proporcionar informes de avances semestrales y final, en donde se incluya el cumplimiento de las metas comprometidas en funcin de los productos entregables. El cual ser un criterio de evaluacin para apoyos posteriores.

Realizar los planos para la construccin de las tuberas que van a ser destinadas para las aguas grises, siendo separadas de las aguas negras.

Ya por ltimo, aqu en el tanque de almacenamiento, al agua se le aadir cloro para la desinfeccin y listo, el agua estar lista para su uso en el hogar.

Comprar todos los elementos necesarios para la construccin y posteriormente, para su instalacin. Programar el PLC para que realice algunos los pasos posteriores de forma automtica.

Una vez realizados lo anterior, el agua gris va a ser trasladada a un tanque de almacenamiento hasta que este mismo est lleno.

Posteriormente, en este tanque se realizaran los siguientes procesos: estabilizacin de pH, adicin de coagulante, mezcla rpida y por ltimo, sedimentacin.

Despus del paso anterior, el agua ser bombeada hacia el tanque de tratamiento, no sin antes pasar por el filtro.

Se repite todo el proceso anterior

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_1447411687

_1447018553.xlsGrfico1

0.82

0.0954

0.0373

Gasto de agua en Mexico

Hoja1

Gasto de agua en Mexico

Uso agricola82%

Uso domestico9.54%

Uso industrial3.73%

Para cambiar el tamao del rango de datos del grfico, arrastre la esquina inferior derecha del rango.