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Diseño de un sistema automatizado de secado, almacenamiento y despacho de lodos deshidratados de la Planta de Tratamiento de Agua Potable Sustag y simulación mediante un software especializado

Abstract:

La Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) de Sustag tiene un tratamiento de deshidratación de lodos producidos en la potabilización. A raíz de esto, se dio el problema de que el lodo deshidratado no cumple la norma (humedad máxima de 70%) establecida para ser desechado en el relleno sanitario. Para resolver este problema, se ha creído conveniente proponer la implementación de un Invernadero Solar de Secado de Lodos Deshidratados, cuyo diseño se redacta en esta tesis. El capítulo 1 está destinado a realizar un análisis del procedimiento de los lodos a ser deshidratados, de las características físicas y de la producción de lodos deshidratados. Con el desarrollo de este capítulo se logró establecer la producción de lodos deshidratados en la Planta de Tratamiento de Sustag para poder establecer la capacidad que debe tener en la instalación de almacenamiento y posteriormente las dimensiones del mismo. También se llegó a la conclusión de que el lodo que sale del filtro banda no es apto para ser depositado en el relleno sanitario debido a que la humedad de este lodo es de entre un 80 y 90 %. En el capítulo 2 se estudiaron algunas de las alternativas de transporte y almacenamiento para lodos deshidratados. Entre los sistemas de almacenamiento se encontraron: silos, tolvas e instalaciones con techo apropiados para el fin. Para el transporte de lodos se encontraron entre los más utilizados: sistemas de bombeo, bandas transportadoras y transportadores de tornillo. De los sistemas de transporte y almacenamiento se hicieron unas matrices comparativas entre sistemas y analizando los pros y contras que estos pueden tener para llegar a la conclusión de utilizar como almacenamiento una estructura techada y como transporte unos transportadores de tornillo. Además, como ya se dijo, la humedad del lodo deshidratado debe bajar un aún más por lo que se decidió aprovechar la instalación techada utilizada en el almacenamiento de lodos e implementar un invernadero solar de secado en el mismo. El diseño de los sistemas y elementos elegidos se encuentran desarrollados en el capítulo 3. En este se puede ver el desarrollo del cálculo estructural del invernadero con los diferentes tipos de cargas (lluvia, granizo y muertas), también consta el cálculo de transferencia de calor entre los rayos solares y el lodo en el invernadero necesario para que la humedad se reduzca a un 70 % además del cálculo de renovación de aire saturado. Asimismo se realizó el cálculo de un sistema de distribución y volteo del lodo, el volteo del lodo es necesario para que la pérdida de humedad sea uniforme. Por último se realizó el cálculo de los transportadores de tornillo de acuerdo a un proveedor colombiano (DISMET). En el capítulo 4 se realizó un análisis de la estructura del invernadero mediante un software especializado con lo que se pudo demostrar que el cálculo descrito en el capítulo 3 está correcto, para ello fue necesario empaparnos del funcionamiento del software para aplicarlo correctamente. También en este capítulo se realizó una simulación de cómo funcionará el sistema, para ejecutar esta simulación se utilizó un software de diseño mecánico, con el que primeramente se dibujaron todos los elementos constitutivos del sistema para luego hacer un ensamblaje y así poder simularlo. Esto ayudó ya que con los elementos dibujados se pudieron trasladar al plano para su posterior impresión. Para decidir si un proyecto es rentable o no es importante realizar un estudio financiero del mismo. Al capítulo 5 está dedicado a formular el análisis técnico – financiero del proyecto. Este capítulo nos resultó bastante interesante ya que no se lo formuló como en otros proyectos. Al tener ETAPA E.P. unos rubros de suministro e instalación de una gran variedad de descripciones, tuvimos que basarnos en ellos para realizar el estudio de inversión del proyecto, para ello nos guiamos en el Software interno de etapa INTERPRO actualizado al año 2011 para designar el rubro de suministro e instalación de cada uno de los elementos del Sistema de Secado.