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18 de julio de 2017

[Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión]

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN 18/07/2017 E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA GONZALO ASCENCIO, Ruth Vanessy SANTOS BERNAL, Carlos Alberto

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[Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión]

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION “AÑO DEL BUEN SERVICO AL CIUDADANO”

FACULTAD

: INGENIERÍA QUÍMICA Y METALÚRGICA

ESCUELA

: INGENIERÍA QUÍMICA.

DOCENTE

: Dr. NUNJA GARCIA, José Vicente

CURSO

: TRATAMIENTO DE AGUAS

TEMA

CICLO

: PROBLEMAS E IMPUREZAS EN EL AGUA PARA SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO Y SU INFLUENCIA EN LA PRODUCTIVIDAD DE LA REFINERÍA LA PAMPILLA 2017 : VII

SEMESTRE: 2017-I

INTEGRANTES:  GONZALO ASCENCIO, Ruth Vanessy  SANTOS BERNAL, Carlos Alberto

2017

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN FACULTAD INGENIERÍA QUÍMICA Y METALÚRGICA

TESIS

PROBLEMAS E IMPUREZAS EN EL AGUA PARA SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO Y SU INFLUENCIA EN LA PRODUCTIVIDAD DE LA REFINERÍA LA PAMPILLA 2017

2017 Presentada por: GONZALO ASCENCIO, Ruth Vanessy SANTOS BERNAL, Carlos Alberto Asesor: Dr. NUNJA GARCIA, José Vicente HUACHO - 2017

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DEDICATORIA La presente tesis la dedicamos a nuestra familia, amigos y a nuestro asesor, por el apoyo incondicional que nos brindaron para llevar a cabo este bonito proyecto de investigación, también la dedicamos a las personas que lleguen a leer este documento, ya que indica deseo de lucha y superación, así como un gran deseo de aprender e informarse.

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TABLA DE CONTENIDO DEDICATORIA ...................................................................................................4 TABLA DE CONTENIDO...................................................................................................................5 RESUMEN ...........................................................................................................................................7 ABSTRACT..........................................................................................................................................8 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................9 CAPÍTULO I ......................................................................................................................................11 I.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................................................11 1.1.

Descripción de la realidad problemática ............................................................................11

1.2.

Formulación del problema de investigación ......................................................................13

1.3.

Formulación de objetivos ...................................................................................................13

1.4.

Justificación........................................................................................................................14

1.5.

Delimitación .......................................................................................................................15

1.6.

Viabilidad ...........................................................................................................................15

CAPÍTULO II .....................................................................................................................................16 II.

MARCO TEORICO....................................................................................................................16 2.1.

Antecedentes de la investigación .......................................................................................16

2.2.

Bases teóricas .....................................................................................................................34

2.3.

Definición de términos básicos ..........................................................................................56

2.4.

Formulación de la hipótesis................................................................................................58

2.5.

Operacionalización de las variables ...................................................................................59

CAPÍTULO III ....................................................................................................................................60 III.

METODOLOGIA ..................................................................................................................60

3.1.

Diseño metodológico .........................................................................................................60

3.2.

Población y muestra ...........................................................................................................60

3.3.

Técnicas de recolección de datos .......................................................................................60

3.4.

Técnicas para el procesamiento de la información.............................................................61

3.5. Matriz de consistencia............................................................................................................62 CAPÍTULO IV ...................................................................................................................................63 IV.

V.

RECURSOS, PRESUPUESTO Y CRONOGRAMA ............................................................63

4.1.

Recursos .............................................................................................................................63

4.2.

Presupuesto ........................................................................................................................64

4.3.

Cronograma de actividades: ...............................................................................................66

FUENTES DE INFORMACIÓN................................................................................................67 5.1.

Fuentes bibliográficas ........................................................................................................67

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18 de julio de 2017 5.2. 6.

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Fuentes electrónicas ...........................................................................................................67

ANEXOS ....................................................................................................................................68 CUESTIONARIO: ......................................................................................................................68

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RESUMEN La presente tesis se titula: "Problemas e impurezas en el agua para sistemas de enfriamiento y su influencia en la productividad de la refinería la pampilla 2017", el crecimiento de la industria origina que se necesite grandes cantidades de agua, para enfriamiento de condensadores en las refinerías. Los sistemas de agua de enfriamiento controlan las temperaturas transfiriendo calor desde los fluidos calientes originados por los procesos al agua de enfriamiento, en el transcurso de esta transferencia, el agua se calienta o bien hay que enfriarla antes de usarla de nuevo, o bien hay que remplazarla gradualmente con un suministro de agua fría. Normalmente esta agua fresca de reposición contiene minerales, tierra, desechos bacterias y otras impurezas, a medida que el agua circula a través del sistema, se van acumulando contaminantes, las temperaturas comienzan a subir, la eficiencia del equipo de enfriamiento disminuye y puede incluso ser necesario parar la planta. La tesis consta de dos aspectos denominados: Aspectos Teóricos y Aspectos Prácticos y cada uno de ellos con sus respectivos capítulos desarrollados al cual detallo: Primer Capítulo, abarcamos el problema general: ¿De qué manera los problemas e impurezas en el agua para sistemas de enfriamiento influyen en la productividad de la refinería la pampilla 2017? Segundo Capítulo, comprende el Marco Teórico con sus respectivos antecedentes de grado de Maestría y Doctorado. Tercer Capítulo, ejecutamos la metodología de investigación y la muestra representativa como objeto de estudio, cómo Objetivo General: Analizar de qué manera los problemas e impurezas en el agua para sistemas de enfriamiento influyen en la productividad de la refinería la pampilla 2017, y como Hipótesis General: Los problemas e impurezas en el agua para sistemas de enfriamiento influyen directamente en la productividad de la refinería la pampilla 2017. Cuarto Capítulo, detallamos la parte de los Recursos, Presupuestos y cronograma y finalizamos con el capítulo 5 y 6 que vienen a darnos la bibliografía y los anexos correspondientes para futuras investigaciones.

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ABSTRACT This thesis is entitled: "Problems and impurities in water for cooling systems and their influence on the productivity of the 2017 pampilla refinery", the growth of the industry causes large amounts of water to be needed for the cooling of condensers in The refineries. Cooling water systems control the temperatures by transferring heat from the hot process fluids to the cooling water, during the transfer, the water is heated or cooled before use again, or Gradually replace it with a cold water supply. Normally this fresh replenishment water contains minerals, soil, bacteria and other wastes, as water circulates through the system, contaminants accumulate, temperatures start to rise, cooling equipment efficiency decreases and may even be Necessary to stop the plant. The thesis consists of two aspects called: Theoretical Aspects and Practical Aspects and each of them with their respective developed chapters to which I detail: First Chapter, we cover the general problem: How do the problems and impurities in the water for cooling systems influence the productivity of the 2017 pampilla refinery? Second Chapter, includes the Theoretical Framework with its respective master's and doctoral degrees. Third Objective: To analyze how the problems and impurities in the water for cooling systems influence the productivity of the 2017 pampilla refinery, and as Hypothesis General: Problems and impurities in the water for cooling systems directly influence the productivity of the pampilla 2017 refinery. Fourth chapter, we detail the part of the Resources, Budgets and schedule and we finish with chapter 5 and 6 that come to give us the bibliography and the corresponding annexes for future investigations.

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INTRODUCCIÓN La mayor parte de las aguas empleadas con fines industriales, se usan para enfriar un material o un equipo. La gran capacidad calorífica del agua y la gran disponibilidad del agua en la mayoría de las áreas industriales, han hecho del agua el medio de transferencia de calor favorito tanto en las aplicaciones industriales como en aplicaciones de servicios. Los sistemas de agua de enfriamiento son necesarios debido a que los procesos industriales y servicios no trabajan eficientemente o efectivamente a menos que las temperaturas y presiones específicas del proceso sean mantenidas dentro de ciertos parámetros. Los sistemas de agua de enfriamiento mantienen las temperaturas y presiones correctas ya sea por transferencia de calor o enfriamiento. En algunos lugares el suministro de agua es limitado y no se puede permitir su desecho luego de calentarse. Una forma económica de lograr enfriar el agua, disipando el calor con mínima pérdida de agua, es mediante el uso de una torre de enfriamiento, en la cual el agua se enfría por contacto con el aire atmosférico, para luego ser recirculada por el sistema de enfriamiento. Los Equipos torres de enfriamiento tienen como fin retirar energía que adquiere el agua en algún proceso térmico, este intercambio se logra con un flujo de aire que tendrá contacto directo con el agua. Por ello su uso principal en sistemas de enfriamiento a base de agua de grandes cantidades de energía a bajo costo de disipación, por lo tanto, las torre tienen una gran variedad de aplicaciones, desde domésticas, en equipo de refrigeración de instalaciones industriales, hasta en enfriamiento de grandes cargas de masas y energía en subestaciones generadoras de energía. Los equipos de transferencia de energía a base de aire, agua y vapor componen una base importante en el enfriamiento de equipos de mayor empleo a nivel industrial. En este trabajo se trata de revisar las operaciones industriales que usan agua con fines de enfriamiento, y los problemas e impurezas asociados a este uso, como son: problemas de corrosión, problemas de incrustaciones, problemas de ensuciamiento y contaminación microbiológica. Al presentarse uno o más de los problemas mencionados, se producen paralizaciones no planeadas que afectan a la producción y que pueden ser mucho más costosos que el precio de contar con un tratamiento de agua adecuado, incluido el precio de los productos químicos y del personal a cargo.

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Es conveniente mantener una comunicación interactiva entre la planta y el proveedor del tratamiento del agua de enfriamiento, para fijar la acción a seguir si el comportamiento del sistema de enfriamiento se desvía de su curso, por lo tanto se deben programar visitas frecuentes de análisis de resultados y de servicios a los diferentes sistemas de enfriamiento. El objetivo del proyecto es especificar un sistema de agua de refrigeración que cubra estas nuevas necesidades, como se explica más adelante. La idea de partida es que el tipo de sistema de refrigeración será con agua de refrigeración en circuito cerrado con torre de tipo evaporativo, aunque la discusión y defensa de esta selección se realizara durante la ingeniería conceptual. En primer lugar se define una torre de refrigeración, así como sus partes más importantes, elaborando una clasificación con las diversas torres que se podrían implantar. Una vez elaborado esto, se hace de vital importancia el estudio de los pros y los contras de las distintas torres para poder seleccionar la torre más adecuada para este caso, escogiendo una torre de refrigeración mecánica de tiro inducido y de flujo a contracorriente.

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PROBLEMAS E IMPUREZAS EN EL AGUA PARA SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO Y SU INFLUENCIA EN LA PRODUCTIVIDAD DE LA REFINERÍA LA PAMPILLA 2017

CAPÍTULO I I.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. Descripción de la realidad problemática Muchos procesos industriales utilizan el proceso de enfriamiento como medio para alcanzar las condiciones óptimas de operación en cuanto a eficiencia, rendimiento y seguridad se refieren. El proceso de enfriamiento implica la transferencia de calor desde una sustancia hasta otra, la sustancia que cede o pierde calor decimos que se enfría (independientemente de su temperatura), mientras que la que recibe el calor la llamamos medio enfriante. La Refinería La Pampilla, ubicada en el distrito de Ventanilla de la provincia del Callao, se dedica a la refinación, almacenamiento, comercialización, transporte y distribución de todo tipo de hidrocarburos. Cuenta con una capacidad de 102.000lb/d y abastece cerca del 50% del consumo local de combustible y paralelamente exporta otros productos. Sus principales productos son el GLP, gasolina, diesel, kerosene, petróleo industrial, cemento asfáltico y asfalto líquido. La Pampilla es controlada por Repsol YPF. Estos sistemas sufren muchas formas de falla, relacionadas con el diseño, las temperaturas, la química del agua, las aleaciones y la operación, la cual tiende a seguir una pauta normal, hasta que la temperatura empieza a subir, resultando una desviación de las normas de calidad de los productos. Las redes de agua y las torres de enfriamiento se ven afectadas por la acumulación de depósitos causada por sales, bicarbonatos, corrosión, polvo y actividad bacterial. Los principales problemas encontrados en los sistemas de enfriamiento se resumen en: Corrosión, Incrustaciones, Ensuciamiento y Crecimiento microbiológico. Los sistemas de enfriamiento son una parte vital de la mayoría de los procesos industriales, de forma tal que la productividad de una empresa está E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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estrechamente ligada a la confiabilidad, continuidad, seguridad, eficiencia y operación económica de dichos sistemas. Los efectos que pueden causar los problemas en el agua de enfriamiento, juntos o por separado, pueden causar:  En los equipos: -Rotura- Perforaciones –Taponamiento.  En la producción: -Posibles pérdidas de producción -Posibles paradas no programadas -Reducción en la eficiencia de trasferencia de calor.  En la economía: -Aumento en costos de mantenimiento por limpieza -Incremento en el consumo de agua -Incremento en el consumo de energía. El personal de supervisión y los operadores de planta deben conocer la importancia del tratamiento correcto del sistema de agua de enfriamiento y tener la habilidad para monitorear y controlar día a día las variables críticas del agua de enfriamiento. El tratamiento químico del agua, produce tan sólo una solución parcial que requiere de costosa disposición de los químicos empleados para evitar contaminación del medio ambiente. Fundamentalmente, los tratamientos van dirigidos a la eliminación “total” o parcial de las impurezas, dependiendo de la calidad de agua que se requiera para una situación específica. La eliminación de estas impurezas influye en los factores económicos así como de disponibilidad y consumo de agua, no sólo contribuyen a definir los tratamientos previos, sino que determinan el tipo de sistema de enfriamiento a utilizar. A esta situación también tenemos que sumarle las tendencias actuales dirigidas a la conservación del agua y a la protección del medio ambiente. Entre las posibles soluciones tenemos a: los inhibidores de la corrosión, tanto como anódicos (cromatos, ortofosfatos, etc) como catódicos (bicarbonatos, polifosfatos, etc.)

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1.2. Formulación del problema de investigación 1.2.1. Problema general  ¿De qué manera los problemas e impurezas en el agua para sistemas de enfriamiento influyen en la productividad de la refinería la pampilla 2017? 1.2.2. Problemas específicos  ¿En qué medida la corrosión influye en la productividad de la refinería la pampilla 2017?  ¿Cómo las incrustaciones influyen en la productividad de la refinería la pampilla 2017?  ¿De qué manera el ensuciamiento influye en la productividad de la refinería la pampilla 2017?  ¿En qué medida el crecimiento microbiano influye en la productividad de la refinería la pampilla 2017?

1.3. Formulación de objetivos 1.3.1. Objetivo general  Analizar de qué manera los problemas e impurezas en el agua para sistemas de enfriamiento influyen en la productividad de la refinería la pampilla 2017. 1.3.2. Objetivos específicos  Identificar en qué medida la corrosión influye en la productividad de la refinería la pampilla 2017.  Determinar cómo las incrustaciones influyen en la productividad de la refinería la pampilla 2017.  Examinar de qué manera el ensuciamiento influye en la productividad de la refinería la pampilla 2017.  Identificar en qué medida el crecimiento microbiano influye en la productividad de la refinería la pampilla 2017.

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1.4. Justificación 1.4.1. Justificación teórica-científica El valor teórico de la investigación incorporara al conocimiento científico sobre los problemas e impurezas en el agua para sistemas de enfriamiento y su influencia en la productividad de la refinería la pampilla 2017. 1.4.2. Justificación practica La investigación servirá para conocer los problemas e impurezas presentes en el agua de enfriamiento y por ende saber si estos factores mencionados son tomados con la debida importancia para así evitar problemas en la empresa estudiada. El presente estudio, orientará sobre los factores presentes en el agua de enfriamiento y la relación con los sistemas de enfriamiento en la productividad de la refinería la pampilla 2017. 1.4.3. Justificación metodológica Esta investigación se justifica por medio de los métodos a utilizar para poder estudiar los problemas e impurezas presentes en el agua para sistemas de enfriamiento y su influencia en la productividad de la refinería la pampilla, Por medio de esta investigación se lograra establecer parámetros que debe cumplir el agua y así tener un control sobre la eficiencia de la planta y también evitar problemas futuros presentes en los sistemas de enfriamiento 1.4.4. Justificación socio-económica Mediante nuestra investigación de los problemas e impurezas en el agua de enfriamiento y su influencia en la productividad de la refinería la pampilla, se observa en un nivel socioeconómico, debido a que estos factores presentes en el agua si no son controlados pueden a llegar a ocasionar pérdidas considerables en la industria estudiada.

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1.5. Delimitación 1.5.1. Delimitación espacial El área considerada para el presente proyecto se realizó en La Refinería la Pampilla ubicada en el distrito de Ventanilla, provincia del Callao 1.5.2. Delimitación temporal El presente trabajo de investigación se realizó durante el periodo del 2017.

1.6.

Viabilidad

1.6.1. Recursos económicos Se cuenta con los recursos económicos necesarios debido al bajo costo del proyecto de investigación a realizar. 1.6.2. Recursos humanos Se cuenta con el tiempo requerido por parte del investigador ya que el horario universitario se adecua al tiempo de investigación, y el apoyo de un asesor para su culminación. 1.6.3. Equipos y materiales Se cuenta con los equipos necesarios para llevar a cabo el proyecto de investigación.

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CAPÍTULO II II.

MARCO TEORICO

2.1.

Antecedentes de la investigación

2.1.1. Investigaciones relacionadas con el estudio  TESIS INTERNACIONAL Nº1 - TITULO “EVALUACION DE TORRES DE ENFRIAMIENTO EN REFINERIAS” - LUGAR Y AÑO DE EJECUCIÓN MEXICO, D.F. 24 DE ABRIL 2013 - APELLIDOS Y NOMBRE DEL AUTOR ANGEL CESAR RAMIREZ RAMIREZ - INSTITUCIÓN QUE RESPALDO EL ESTUDIO INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL, ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS - OBJETIVO GENERAL Realizar una evaluación del diseño y características principales de las torres de enfriamiento en las refinerías, que pueda dar pauta a formar una referencia bibliográfica sólida para investigaciones relacionadas a torres de enfriamiento en general, que puedan incluir desde cálculos de variables, el diseño y normatividad de las mismas - TIPO Y DISEÑO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN Tipo de investigación: Descriptiva – explicativa - MUESTRA

INSTRUMENTO

UTILIZADO

(PRINCIPALES

CARACTERÍSTICAS Y VALIDACIÓN) Las muestras que se utilizaron para el análisis de este trabajo de investigación vienen a ser las torres de enfriamiento que son equipos que se usan para enfriar agua y otros medios a temperaturas próximas a las ambientales. Las torres de enfriamiento usan la evaporación del agua para eliminar el calor de un proceso tal como la generación de energía eléctrica. Las torres de enfriamiento varían en tamaño desde pequeñas a estructuras grandes que pueden sobrepasar los 120 metros de altura y 100 metros de longitud tales como las usadas en las E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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nucleoeléctricas de Francia o Rusia. Torres más pequeñas son normalmente armadas en fábricas, mientras que las más grandes son construidas en el sitio donde se utilizaron debido a su gran tamaño imposibilita transportarlas ya montadas. - CONCLUSIONES 1. Las torres de flujo cruzado son el tipo ideal para procesos grandes que no requieren un gran salto térmico en el enfriamiento o un valor de acercamiento más pequeño, por eso resulta la opción más viable en una refinería 2. El tamaño de estas torres dependerá del relleno que se utilice lo que facilita enormemente su diseño y construcción, además de que la inversión es estas torres es mucho menor en comparación con los otros tipos de torres 3. Una de sus principales ventajas es la facilidad para darle mantenimiento a la misma debido a que es muy sencillo inspeccionar todos sus componentes internos y externos y, de igual forma, su reemplazo o reparación, lo que se refleja en menores costos de mantenimiento 4. A nivel energético estas torres aprovechan de una mejor manera el flujo de aire por lo que necesitan menor potencia en los ventiladores y, por o tanto, un ahorro energético considerable.  TESIS INTERNACIONAL Nº2 - TITULO “CARACTERIZACION TORRE DE ENFRIAMIENTO” - LUGAR Y AÑO DE EJECUCIÓN FES ARAGON, MEXICO 2016 - APELLIDOS Y NOMBRE DEL AUTOR ANGEL MONTOYA PLAZA - INSTITUCIÓN QUE RESPALDO EL ESTUDIO UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO, FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGON Para optar el Título Académico De Ingeniero Mecánico. - OBJETIVO GENERAL Desarrollar nuevas metodologías pedagógicas para la enseñanza aprendizaje en el área de la termodinámica, lo cual conlleve a la generación de Manuales de E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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prácticas de laboratorio que ayuden a fortalecer los conocimientos de los alumnos en el área curricular de las asignaturas de: Termodinámica, Máquinas Térmicas, Aire acondicionado y refrigeración, Sistemas de Ahorro de Energía, de la carrera de Ingeniería Mecánica de la FES Aragón. - TIPO Y DISEÑO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN Tipo de investigación: Descriptiva - experimental - MUESTRA

INSTRUMENTO

UTILIZADO

(PRINCIPALES

CARACTERÍSTICAS Y VALIDACIÓN) Con la finalidad de que el egresado de la facultad de estudios superiores Aragón sea capaz de diseñar y mejorar sistemas, seleccionar y analizar posibles fallas en materiales, manejar procesos térmicos y fluidos, dispositivos electromecánicos, re construir y rediseñar equipos y maquinaria industrial, la facultad cuenta con laboratorios donde el alumno pueda plasmar lo aprendido en clases teóricas con el fin de mejorar la enseñanza en favor del aprendizaje del estudiantil. Para poder comprender mejor los procesos térmicos y/o maquinaria a la que el alumno se enfrentara en el ámbito profesional, la facultad cuenta con un laboratorio de termo-fluidos donde se observan mediante prácticas los fenómenos térmicos de mayor interés para el desarrollo del alumno, para esto se cuentan con equipos dentro del laboratorio L-1 de cual destaca: -Torre de enfriamiento. - CONCLUSIONES 1. El objetivo de esta tesis se cumplió con éxito ya que al realizar la prueba en la torre de enfriamiento de la Facultad de Estudios Superiores Aragón se obtiene el diagnóstico y el estado actual del equipo en operación, es decir; se compararon las condiciones actuales de operación en las que se encuentra el equipo contra las condiciones iníciales de diseño, se conoce el potencial de capacidad de cambio de energía con el que cuenta el equipo en función de las condiciones iníciales de diseño. 2. Este análisis sirve para poder recomendar modificaciones tanto de operación como de mantenimiento que permitan incrementar lo más posible la capacidad actual de la torre de enfriamiento. 3. Sería interesante también comprar el relleno tipo Splash y evaluar el equipo torre de enfriamiento mediante el método curva característica y carga térmica,

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para comparar los resultados obtenidos de la prueba contra los resultados que se obtiene en esta tesis.  TESIS INTERNACIONAL Nº3 - TITULO “ANÁLISIS

DE

IMPACTO

QUE

CAUSAN

AL AMBIENTE

LOS

TRATAMIENTOS QUÍMICOS EN SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO INDUSTRIALES.” - LUGAR Y AÑO DE EJECUCIÓN MEXICO, D.F 2012 - APELLIDOS Y NOMBRE DEL AUTOR MARCO ANTONIO RODRIGUEZ PIEDRAS - INSTITUCIÓN QUE RESPALDO EL ESTUDIO ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA, SECCION DE POSTGRADO E INVESTIGACION Para optar el grado de Maestro en ciencias en ingeniería ambiental. - OBJETIVO GENERAL Realizar el análisis de impacto que causan al ambiente los tratamientos químicos para el acondicionamiento de aguas de enfriamiento en distintos sistemas industriales. - TIPO Y DISEÑO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN Tipo de investigación: descriptiva - explicativa experimental - MUESTRA

INSTRUMENTO

UTILIZADO

(PRINCIPALES

CARACTERÍSTICAS Y VALIDACIÓN) La metodología de la presente tesis estuvo integrada por las actividades que se presentan en los siguientes puntos.  Análisis de datos del sistema.  Toma de muestras de agua.  Análisis de las muestras de agua.  Selección del programa de aplicación.  Evaluación de las cargas contaminantes. 1.

Análisis de datos del sistema.

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El análisis delos datos de los sistemas, consiste en ver la tendencia histórica del sistema

a incrustaciones, corrosión o ensuciamiento en los sistemas

seleccionados para las pruebas. 2.

Toma de muestras.

Las tomas de muestras son realizadas en base a un programa que se muestra a continuación en la Tabla 4

3.

Análisis del agua

El análisis del agua consistió en determinar los parámetros que se presentan en la tabla 5 según las normas mexicanas o las técnicas recomendadas en el método normalizado para el análisis de aguas residuales y potables

4.

Selección del programa de aplicación

Los programas de tratamiento químicos son seleccionados en base a dureza y alcalinidad principalmente y en base a restricciones de uso por políticas ambientales; en este trabajo se seleccionaron manualmente y en base a algunos programas de compañías especialistas en tratamiento de agua 5.

Evaluación de carga contaminante.

La evaluación dela carga contaminante, se realizó principalmente tomando como base los de aspectos limitantes, operacionales y de diseño, lugar o programas; se E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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analizaron en cada sistema volúmenes de agua y biodegradabilidad de los productos químicos usados según su función.

- CONCLUSIONES 1. Cuando el personal encargado de la administración de los sistemas de enfriamiento carece de un buen conocimiento del sistema, procesos críticos, condiciones mecánicas, operaciones y las químicas. se corre el riesgo de un mal manejo del sistema y tener problemas de corrosión, incrustación, ensuciamiento o crecimiento microbiano. 2. De acuerdo a los simuladores, análisis del agua de recirculación, la experiencia de los operadores y asesores ambientales relacionados con estos procesos, se observa que; Un buen control en un sistema de enfriamiento en los parámetros de pH y conductividad; conlleva el 80% del éxito del tratamiento y si es que son bien establecidos los valores de control, el producto químico viene a reforzar el éxito del tratamiento. 3. La aplicación de un programa de tratamiento en Torres de enfriamiento debe considerar si es de manera manual los índices de Langelier, Riznar, Larson Skolt, y índice de Puckorius; antes de iniciar un tratamiento y si se utiliza un simulador, habrá que asegurarse que este considere al menos estos índices. 4. Los problemas de un mal tratamiento o falta de tratamiento como, Corrosión, Incrustación, Ensuciamiento y microbiología; acarrean una pérdida de eficiencia en los sistemas que traen de la mano pérdidas de energía y por consiguiente un impacto al ambiente más significativo. 5. Los impactos ambientales

relevantes en el mal manejo de un sistema se

reflejan en descargas con altos contenidos de productos químicos, tóxicos, se trata de impactos moderados. El deterioro a corto plazo de los equipos y fallas en el proceso pérdidas de producción producen mermas de producción y desperdicios que llevan impactos ambientales negativos. 6. Los Ciclos de concentración son una manera de controlar las condiciones del sistema, el ahorro de agua; cuando el sistema opera a más de 4 ciclos de concentración llevarlo a más de estos, puede resultar costoso y poco representativo en el ahorro de agua. 7. Se observa por los equipos en cuestión, que muchas veces se les da poca importancia a estos sistemas en algunos tratamientos, lo dejan totalmente en E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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manos de los proveedores sin que estos tengan atención en ellos o en algunos casos simplemente no cuentan con ningún tratamiento. 8. Con base en los resultados y en las toxicidad de algunos productos usados, entendemos que la hipótesis se cumple de manera que los productos tóxicos, principalmente los Biocidas, si hablamos que en algunos se consideran LC50 a dosis de 0.1-0.7mg/l para diferentes especies y los choques de biocida llegan a ser de hasta 250 ppm; en el caso de los inhibidores de corrosión o incrustación los valores de LC50 son de 42 –380 mg/l para diferentes especies y mantienen dosis de menos de 50 ppm. 

TESIS NACIONAL 1 - TITULO “EVALUACIÓN

TECNICO–ECONÓMICA

DE

UNA

UNIDAD

DE

COQUIFICACIÓN DE RESIDUALES DE VACÍO EN EL PERÚ” - LUGAR Y AÑO DE EJECUCIÓN LIMA, PERÚ 2010 - APELLIDOS Y NOMBRES DEL AUTOR GIOVANNI FABRICIO FORTTINI VERÁSTEGUI - INSTITUCIÓN QUE RESPALDO EL ESTUDIO UNIVERSIDAD

NACIONAL

DE

INGENIERIA,

FACULTAD

DE

INGENIERÍA DE PETROLEO Para optar el título profesional de ingeniero petroquímico - OBJETIVO GENERAL El principal objetivo de este trabajo de Tesis es la Evaluación Técnica y Económica de una Unidad de Coquificación de Residuales para lo cual se determinara lo siguiente:

- Ubicación de la Unidad. - Tamaño de la Unidad. - Alimentación a utilizar para el desarrollo de la evaluación. - Tecnología Licenciada más conveniente - Productos y Subproductos obtenidos. - Inversión Total para la instalación de la Unidad. - Configuración Óptima para el funcionamiento de la unidad.

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También se explicara en forma detallada la operación de la unidad de coquificación y su importancia dentro del esquema de refinación para el aprovechamiento de los fondos del barril de petróleo - TIPO Y DISEÑO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN El presente estudio es tipo descriptivo y explicativo con diseño tecnico. - MUESTRA

INSTRUMENTO

UTILIZADO

(PRINCIPALES

CARACTERÍSTICAS Y VALIDACIÓN) La unidad de conversión de residuales se localizará en la Refinería Talara que es la segunda refinería con mayor capacidad de procesamiento en el país y actualmente no cuenta con ninguna tecnología licenciada para la conversión de residuales de vacío, siendo esta una refinería estatal y teniendo una ubicación estratégica debido a su cercana ubicación a los campos de Petróleo del NorOriente Peruano, proporcionaría una mayor flexibilidad a la refinería para el procesamiento de crudos más pesados, mezclados con el Crudo Talara (crudo liviano de excelente calidad). Se garantizaría que todo el combustible producido en la refinería modernizada sea comercializado en el mercado peruano, teniendo como consecuencia la menor importación de diesel al mercado nacional. - CONCLUSIONES 1. La demanda de los residuales que incluye al Petróleo Industrial Nº6 y 500 se estima que disminuirá entre el 2008 al 2020 en un 3,2% anual mientras que la demanda de Diesel en el mismo periodo aumentara en 2,1% anual, además los pronósticos de producción de crudo peruano indican un lento declive, presentándose una mayor disponibilidad a futuro de crudo extrapesado (ºAPI < 14). Los procesos de coquificación de residuales son uno de los más utilizados para la conversión de residuales en productos de mayor valor comercial proporcionando una solución a los inventarios de residuales en las refinerías. 2. La tecnología de Flexicoking convierte el 99% del coque producido en un gas de bajo poder calorífico, el cual puede ser utilizado en los hornos con la respectiva modificación de los quemadores en calentadores o calderas mientras que la tecnología del Delayed Coking produce coque como subproducto final. 3. El proceso de Delayed Coking consume 3.67 veces más Gas Natural que el proceso de Flexicoking, el cual produce Flexigas (Gas de Bajo Poder Calorífico)

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que puede ser utilizado como gas combustible, representando un ahorro de 8,00 MMUS$ para la refinería al año. 

TESIS NACIONAL 2 - TITULO “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO DE TIRO INDUCIDO CON FLUJO EN CONTRACORRIENTE” - LUGAR Y AÑO DE EJECUCIÓN LIMA – PERU 1999 - APELLIDOS Y NOMBRES DE LOS AUTORES KARIN MARIA PAUCAR CUBA MAGALI CAMILA VIVAS CUELLAR - INSTITUCIÓN QUE RESPALDO EL ESTUDIO UNIVERSIDAD

NACIONAL

DE

INGENIERIA,

FACULTAD

DE

INGENIERIQ QUIMICA Y MANUFACTURERA Tesis para obtener el título profesional de ingeniero químico - OBJETIVO GENERAL El presente trabajo de investigación considera el diseño y construcción de una torre de enfriamiento de tiro inducido a nivel planta piloto similar a las que existen a nivel industrial, es decir, de sección cuadrada y de tiro inducido. - TIPO Y DISEÑO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN El presente trabajo de tesis se basa en una investigación descriptiva-propositiva experimental que busca identificar tipos de diseños para una construcción de una torre de enfriamiento y hacer más eficientes a las empresas - MUESTRA

INSTRUMENTO

UTILIZADO

(PRINCIPALES

CARACTERÍSTICAS Y VALIDACIÓN) El problema que este sistema plantea es la posterior dificultad de hacer una buena evaluación de ofertas, ya que los distintos fabricantes pueden proponer distintos tipos de torres. El pliego de condiciones debe ser lo más detallado posible, y especialmente exacto en cuanto a las condiciones térmicas de diseño. Los datos que deben ser suministrados al fabricante para que éste pueda diseñar la torre son básicamente los siguientes.  Caudal de agua por enfriar E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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 Temperatura de agua por enfriar  Temperatura de salida requerida del agua  Temperatura ambiental de bulbo húmedo  Temperatura de agua o líquido, análisis de la misma, posibles contaminaciones y tipo de tratamiento, si lo hay  Perdidas por arrastre máximas permitidas  Fuerza del viento para diseño  Dirección dominante del viento  otros - CONCLUSIONES 1. Se ha diseñado y construido una torre de enfriamiento de tiro inducido de flujo en contracorriente, con dimensiones de 0.656x0.656x2.43 m. que cuenta con una pared desmontable e incluye un sistema de calentamiento de agua, bomba y línea de distribución de agua, estanque, duetos para la medición de velocidad de aire y ventilador; que permite obtener una carga de enfriamiento de 249 000 Btu/h para el empaque laminar y 122 000 Btu/h para el empaque de salpicadura considerando flujos de aire de 11 624 Lb/h y 8250 Lb/h respectivamente. 2. Se ha obtenido la curva característica de dos tipos de empaques: laminar y de salpicadura (listones de madera), ver Apéndice Nº 23. Las medidas experimentales fueron llevadas a cabo: para el caso de empaques laminares en un rango de velocidad de aire de 350 a 600 pie/min y en un rango de flujo de líquido de 18 a 36 gpm alcanzándose un máximo rango de enfriamiento de 13 ºC y un mínimo de 6.5 ºC; y para el caso de salpicadura (de madera) en un rango de velocidad de aire de 350 a 450 pieJmin y en un rango de flujo de líquido de 12 a 25 gpm alcánzandose un máximo rango de enfriamiento de 8ºC y un mínimo de 5 ºC Para empaques laminares se expresa gráficamente y para los de salpicadura se emplean las siguientes correlaciones: (KaV/L)300cfm = 0.07 + 0.058 (UG) -0. 47 (KaV/L)450cfm = 0.07 + 0.061 (UG) -0.36 3. El costo total de la torre de enfriamiento es $ 5380.7, del cual sólo el 55% corresponde a la torre en sí sin considerar las líneas de aire, mezclador, líneas de vapor, poza de almacenamiento y otros. Este porcentaje es un monto aproximado que se gastaría si se desea instalar una sistema de enfriamiento con las dimensiones E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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y material de construcción similares a los empleados. El costo que involucra la verificación de las condiciones de operación y del ambiente haciendo uso de medidores corresponde a un 23% del costo total. 4. Los valores obtenidos de caída de presión a través de la torre son de aproximadamente: entre empaques de 0.5 pulg. de agua y entre atrapagotas de 0.05 pulg. de agua respectivamente a flujos máximos. Estos valores de caída de presión son relativamente bajos comparados con las caídas de presión que se hubiera alcanzado con empaques tipo Rasching cerámico de 1.6mm de pared y 2" que estan cercanos a 6 pulg. de agua. Los valores bajos de caída de presión permite un flujo uniforme de aire a través del empaque y se pueda obtener mayor área de contacto. 5. De las evaluaciones realizadas se pennite comprobar que: el valor de las unidades de difusión (KaV /L) varía en fonna inversamente proporcional a la relación UG, de acuerdo con las predicciones teóricas. 6. Para diferentes velocidades de aire y un valor de UG, se observa que a mayor velocidad de aire se obtiene mayor valor de KaV/L. Esto significa que son sensibles a las variaciones de flujo de aire y agua, no dependen sólo de sus condiciones de entrada y salida.  TESIS NACIONAL 3 - TITULO “TORRES ADIABATICAS PARA ENFRIAMIENTO DE AGUA: METODOS DE CALCULO” - LUGAR Y AÑO DE EJECUCIÓN LIMA – PERU 2015 - APELLIDOS Y NOMBRES DEL AUTOR ING. FABIO MANUEL RANGEL MORALES MBA. JOSE ANGEL PORLLES LOARTE - INSTITUCIÓN QUE RESPALDO EL ESTUDIO UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO - OBJETIVO GENERAL Desarrollar un texto universitario que sirva como material de estudio y facilite la orientación de los alumnos de Ingeniería Química para adquirir los conocimientos básicos para el Diseño de Torres Adiabáticas para Enfriamiento de Agua E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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- TIPO Y DISEÑO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN El presente trabajo de tesis se basa en una investigación explicativa descriptiva - MUESTRA

INSTRUMENTO

UTILIZADO

(PRINCIPALES

CARACTERÍSTICAS Y VALIDACIÓN) La elaboración del texto, propósito de la investigación, ha demandado al autor el ordenamiento de la información compilada durante su vida profesional y académica, al desempeñarse primero como profesor de prácticas desde el año 1994 y luego como profesor titular del curso "Transferencia de Masa 1" desde el año 2000. Durante el desempeño del autor como profesor del curso, se han ido desarrollando separatas de los capítulos del presente texto y en su aplicación con los estudiantes se han ido reestructurando para un buen dictado del curso que permita un mejor entendimiento de la materia y así mismo se han considerado los nuevos conocimientos que se han logrado en este campo. La experiencia adquirida durante este período ha contribuido a lograr un texto con las características didácticas que se presentan. - CONCLUSIONES 1. El resultado de la presente investigación es el texto universitario que se adjunta al informe final, titulado TEXTO "Torres Adiabáticas para Enfriamiento de Agua: Métodos de Cálculo". El texto elaborado contiene seis capítulos, expuestos en una forma práctica, que permite una fácil y rápida interpretación por parte de los alumnos de Ingeniería Química que llevan el curso "Transferencia de Masa 1". El texto presenta aspectos teóricos básicos y fundamentales para entender los Métodos de cálculo necesarios en el diseño de torres adiabáticas para enfriamiento de agua en la industria química, relacionados con ejemplos prácticos de aplicación de cada capítulo desarrollado. Los temas tratados hacen referencia a conceptos y definiciones básicas sobre humidificación, enfriamiento de agua y los equipos para este propósito

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2.2.2. Otras publicaciones  ARTICULO INTERNACIONAL 1 - TITULO DEL TEXTO O DEL ARTICULO “EFECTO DE LA CONFIGURACION DE REDES EN EL AREA TOTAL DE INTERCAMBIO DE CALOR EN SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO” - APELLIDOS Y NOMBRES DE LOS AUTORES Morales Fuentes, A. Picón Núñez, M.; Martínez García, M. - INSTITUCION QUE RESPALDO EL ESTUDIO UNIVERSIDAD

AUTONOMA

METROPOLITANA

UNIDAD

IZTAPALAPA, MEXICO - FINALIDAD DEL ESTUDIO En este trabajo se presenta un estudio sobre el efecto de la configuración de redes de enfriamiento en el área total de intercambio de calor. Una red de enfriadores es parte de un sistema global que está integrado por una torre de enfriamiento, una red de intercambiadores de calor o enfriadores y un sistema de bombeo. La mayoría de las instalaciones industriales cuentan con sistemas de enfriamiento cuyos intercambiadores de calor se encuentran en un arreglo en paralelo, lo que indica que el agua de enfriamiento llega a cada una de las unidades a la misma temperatura. Sin embargo, dado que no todos los equipos requieren agua de servicio a la temperatura de suministro de la torre, es posible generar diferentes arreglos con resultados positivos en cuanto al tamaño de los equipos y la inversión total en equipo de intercambio de calor. Se analizan varias configuraciones de redes sujetas a restricciones como la máxima temperatura permisible del agua de retorno a la torre y la máxima caída de presión permitida en el agua de enfriamiento desde la salida de la torre hasta su retorno. Los resultados indican que el arreglo en serie utiliza de forma más eficiente los gradientes de temperatura y las caídas de presión y resulta en menor área de intercambio de calor y menor costo. - CONCLUSION 1. Los sistemas de enfriamiento son sistemas complejos que constan de una red de intercambio de calor, una torre de enfriamiento y un sistema de bombeo. E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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En el análisis de la red de intercambio de calor se ha demostrado que la configuración que tradicionalmente se utiliza a nivel industrial, que es la de intercambiadores en paralelo, presenta un área total de transferencia de calor que es mayor comparada con el área total requerida por el arreglo en serie. Lo anterior se debe a que un arreglo en paralelo utiliza de manera menos eficiente el flujo total de agua y los gradientes de temperatura disponibles para el proceso de enfriamiento. Los resultados de este estudio indican que el diseño de redes de enfriamiento debe preferir la configuración en serie sujeta a las restricciones impuestas por el layout de la planta, la caída de presión total permitida y los gradientes de temperatura establecidos por las curvas compuestas considerando transferencia de calor vertical.  ARTICULO INTERNACIONAL 2 - TITULO DEL TEXTO O DEL ARTICULO “TRATAMIENTO DE AGUA DE SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO” - APELLIDOS Y NOMBRE DE LOS AUTORES Daniel Ghislieri - INSTITUCION QUE RESPALDO EL ESTUDIO INSTITUTO DE INGENIERIA QUIMICA, TECNOLOGIA Y SERVICIOS INDUSTRIALES - FINALIDAD DEL ESTUDIO Se pueden distinguir tres tipos de sistemas de enfriamiento: A. Sin recirculación (o de un paso): agua tomada de una fuente térmica enorme (de Temp. estable, ríos, lagos, Río de la Plata), la que es descargada, luego de ser usada hacia la fuente de origen. En general, no se le realiza tratamiento (gran costo y problemas de contaminación). Lo único que se hace es bajar la temperatura (no más de 10 ºF) lo que se logra usando grandes caudales. B. Con recirculación en circuito abierto: se recircula el agua de enfriamiento, extrayéndose el calor absorbido por contacto directo con el aire atmosférico (transferencia de calor) y por evaporación (transferencia de masa), generalmente en Torres de Enfriamiento. C. Con recirculación en circuito cerrado: el calor absorbido se extrae en un intercambiador de calor, donde no hay contacto directo con el refrigerante. El agua de torre va por tubos, pues es la que más incrusta y los tubos son de más fácil acceso. E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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D. Se realiza un tratamiento similar al de un generador de vapor de baja presión. Se trata de evitar corrosión (desairear el agua) que se da esencialmente en zonas de mayor temperatura. Sólo se reponen pérdidas físicas del circuito con agua tratada. Siendo exigente, agua desmineralizada. - CONCLUSIONES 1.

Una posible solución, sería modificar las características agresivas del agua.

El control de la concentración de oxígeno disuelto, por ejemplo por agregado de sulfito, sería excesivamente caro a la vez que ineficiente. 2.

Es frecuente el uso de inhibidores de corrosión, los que actúan protegiendo

la superficie del material metálico, cuya acción es la de despolarizar (disminuir o detener el flujo eléctrico) las reacciones de corrosión. 3.

Existen inhibidores anódicos y catódicos, dependiendo sobre cual reacción

actúan. 4.

En general, los catódicos precipitan sobre el metal formando una barrera

protectora al ataque del oxígeno. Los anódicos promueven la formación de óxidos estables del metal, lo que limita la disolución del mismo.  ARTICULO INTERNACIONAL 3 - TITULO DEL TEXTO O DEL ARTICULO “ANALISIS

EXPERIMENTAL

Y

DISEÑO

DE

UNA

TORRE

DE

ENFRIAMIENTO” - APELLIDOS Y NOMBRES DE LOS AUTORES ONQUE QUIRITA MARCOS ZAVALA CONSA MARK LEONARDO ESCALANTE QUISPE JORDI CACERES PACHECO CARLOS QUIBAJO CHOQUEHUAYTA CARLOS TITO SALLUCA CARLOS PACHECO COAYLA DANNY - INSTITUCION QUE RESPALDO EL ESTUDIO UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA - FINALIDAD DEL ESTUDIO Las torres de enfriamiento son estructuras utilizadas para refrigerar grandes cantidades de agua y otros medios que se encuentran a temperaturas muy altas. E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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Su uso se centra principalmente a la refrigeración industrial con grandes torres de enfriamiento para rebajar la temperatura del agua de refrigeración en las plantas de energía, refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras instalaciones. En la actualidad una parte muy esencial de la producción de energía es economizar costos en el proceso, dando como ejemplo una central térmica, o refinerías donde se utiliza torres de enfriamiento ya que antes de volver a utilizar el agua para el enfriamiento en la refinería, se ha de eliminar el calor absorbido durante el paso de intercambiadores de calor. Esto se consigue haciendo circular agua en cascada, a través de una serie de rejas, en una torre de enfriamiento. Es por esto y la necesidad del ahorro y reutilización del agua en estos tiempos, que nos llevan a desarrollar el siguiente proyecto. El desarrollo del proyecto permitio diseñar e implementar una Torre de Enfriamiento con materiales de bajo costo y ofrecerá ventajas en su implementación y estudio. Cabe resaltar que el presente proyecto podrá ser herramienta de estudio y análisis por parte de los alumnos, docente y personas interesadas a la ingeniería, no obstante, podrá ser expuesta a críticas constructivas que colaboren con el mejoramiento del proyecto. - CONCLUSIONES 1. Se logró construir satisfactoriamente una torre de enfriamiento por tiro inducido con 2 ventiladores para el flujo de aire y una entrada de agua mediante una pequeña bomba. 2. Pero al ver que la obtención de aire era demasiado pequeño para una refrigeración deseada, se optó con la incorporación de un solo ventilador el cual era capaz de satisfacer el aire del ambiente requerido para la práctica. 3. Las torres de enfriamiento son equipos que permiten transferir calor del agua que las atraviesa al medio ambiente. Esto es, parte del agua que recorre la torre se evapora, se toma calor del agua que no se evapora siguiendo su curso. Por lo tanto se cumple que: Para que funcione debe condensar ("gastar") agua. 4. Existen sistemas de enfriamiento abiertos y cerrados. Cuando un sistema es cerrado, el agua no entra en contacto con el aire de fuera.

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5. Así, el sistema de Torre de enfriamiento NO constituye un sistema cerrado de circulación, sino abierto. El agua que se evapora se repone con agua corriente o de pozo que contienen sales disueltas. 6. Esta torre de enfriamiento tendrá un determinado número de utilización sin pérdida de eficiencia, re queriendo mantenimiento ya que el aumento de presión por parte de la bomba ocurrirá una posible ruptura en las cavidades o un menor presión de su parte ara que no llegue el nivel de agua requerido. 7. La cantidad disminuida de temperatura del agua en todo el procedimiento es bastante considerable aunque está este al inicio solo en su punto de ebullición y al final cerca de la medida del ambiente. 8. Se debe cuidar que el mantenimiento cumpla para evitar un elevado consumo de energía eléctrica, aunque esta sea mínima en esta ocasión, para próximas demostraciones y otras pérdidas económicas.  ARTICULO NACIONAL Nº 1 - TITULO DEL TEXTO O DEL ARTÍCULO “GESTIÓN DEL AGUA EN LA INDUSTRIA LIBERTEÑA – PERÚ” - APELLIDOS Y NOMBRE DEL AUTOR ING. MARCOS BACA LOPEZ, MSC ING. RAUL PAREDES ROSARIO, MSC - INSTITUCION QUE RESPALDO EL ESTUDIO UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE, TRUJILLO - PERU - FINALIDAD DEL ESTUDIO Se presenta un análisis técnico económico financiero para implementar un sistema de Gestión del Agua Industrial, pues la mayor parte de empresas industriales Liberteñas en el Perú, no tiene sistemas de agua en circuito interno ni de tratamiento de agua contaminada, para su reutilización en Planta. El costo del m3 de agua industrial es de 2.15 USA$ y que, en promedio, las Plantas industriales de La Libertad consumen 200 a 250 m3/h, representando un gasto mayor de 80,000 USA$/mes y ocasionando que la capa freática aumente a niveles peligrosos en la ciudad de 1m a 1.5 m que ocasionan hundimiento de tierras (ejemplo: Urbanización El Golf) Se plantea instalar sistemas tecnológicos de Clarificación química y física, desalinización, de Enfriamiento, para tratar y recircular del agua y tener circuito cerrado de agua, con inversiones de 1.5 a 2.5 E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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millones USA$ que tendrían retornos de entre 2 a 2.5 años. Entre los beneficios se incluyen mayor disponibilidad para agua de riego, agua potable para zonas carentes, menores costos de producción industrial, menor contaminación por reducción de efluentes, etc. - CONCLUSIONES 1. En este estudio de prefactibilidad se puede observar a priori una inversión de 134 mil USA$, que comparándolo solo con el benficio del primer año sería de 119 mil USA$, por lo que se concluye que a partir del primer trimestre del segundo año se obtendría utilidades, demostrando que la instalación de un sistema de agua industrial en circuito cerrado reducirá los costos de producción en la agroindustria de La Libertad – Perú.

ARTICULO NACIONAL Nº 2 - TITULO DEL TEXTO O DEL ARTÍCULO “.” - APELLIDOS Y NOMBRE DEL AUTOR

- INSTITUCION QUE RESPALDO EL ESTUDIO

- FINALIDAD DEL ESTUDIO P. - CONCLUSIONES 1. 2. .  ARTICULO NACIONAL Nº 3 - TITULO DEL TEXTO O DEL ARTÍCULO “” - APELLIDOS Y NOMBRE DEL AUTOR

- INSTITUCION QUE RESPALDO EL ESTUDIO

- FINALIDAD DEL ESTUDIO E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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La

- CONCLUSIONES 1. Las

2.2.

Bases teóricas

2.1.2.

PROBLEMAS

E

IMPUREZAS

EN

EL

AGUA

DE

ENFRIAMIENTO El agua se utiliza en refrigeración no sólo porque es un excelente medio para refrigerar, sino también por su relativa abundancia. Por otra parte el agua es un disolvente, de ahí que todas las aguas naturales contengan en mayor o menor proporción sólidos y gases disueltos o en suspensión y cuya presencia es causa de graves problemas para la industria, tales como incrustaciones o la corrosión. Por otra parte, el agua es un medio óptimo para la proliferación de materia orgánica de tipo biológico, que pueden contaminar fuertemente los circuitos. De esto se deduce que resulta necesario un tratamiento químico del agua, para controlar todas las variables que intervienen en los procesos antes citados como: 1. Turbiedad 2. Índice de ensuciamiento 3. Sólidos en suspensión 4. Color 5. Concentración 6. Equivalente gramo 7. Normalidad 8. Mili equivalente por litro 9. Grado francés 10. Sales de ácidos fuertes (SSA) 11. Salinidad 12. Valor permanganato 13. DQO E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA

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14. DBO 15. Carbono orgánico total 16. Nitrógeno kjeldahl 17. Nitrógeno total 18. Dureza 19. Alcalinidad p y alcalinidad m 20. Conductividad 2.1.2.1.

PROBLEMAS QUE PUEDE CAUSAR EL AGUA

El agua es un elemento que puede producir problemas tanto por su manera de afectar a los elementos metálicos como porque constituye un medio en el que pueden desarrollarse microorganismos o el transporte de la misma de elementos. Cabe destacar: a. corrosión: Desde el punto de vista físico, los fenómenos que se producen en las áreas catódicas y anódicas pueden interpretarse como un proceso de transporte, determinado por un potencial electroquímico entre ambas regiones. Si las zonas activas se distribuyen homogéneamente la corrosión será continúa. Si, por el contrario, la corrosión aparece en puntos localizados, se debe a que las zonas activas se han concentrado en zonas limitadas, muy definidas. Las causas principales de corrosión son: - Bajos valores de pH. - Alto contenido en oxígeno. - Variación del contenido de oxígeno por efecto de la temperatura. - Contacto directo entre metales diferentes. - Características corrosivas del agua (LSI). Cuando en un punto del circuito se encuentran en contacto dos metales, el más electropositivo químicamente actúa como ánodo, con lo que se inician o aceleran las reacciones de corrosión; también son fuente de potencial galvánico en una torre: - Las incrustaciones. - Los depósitos de fangos. - Las diferencias de temperaturas. - Las diferencias de velocidad de flujo de agua. - Las diferencias de concentración.

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- Las diferencias de estructura cristalina en un mismo material. El control de la corrosión se puede hacer bloqueando de alguna manera las superficies eléctricamente activas, evitando la formación del dipolo electrolítico, sin más que añadir un compuesto químico adecuado que se comporta como inhibidor de la corrosión.

b. Incrustaciones La principal causa son los bicarbonatos de calcio y magnesio, que por acción del calor dan lugar a sus respectivos carbonatos, que por ser muy poco solubles producen depósitos en el interior de los tubos. También los inhibidores de corrosión a base de polifosfatos, por efecto del calor o a pH bajo se descomponen dando lugar a sales de calcio o magnesio insolubles. El control de las incrustaciones se puede hacer mediante un control del pH, adición de fosfonatos y polímeros dispersantes, que mantienen en suspensión las partículas sólidas. Para conocer la tendencia incrustante o corrosiva del agua, Langelier propuso la utilización de un índice llamado de saturación, de acuerdo con la fórmula:

DONDE: IL: índice de Langelier o de saturación 𝑝𝐻𝐴 : Valor del pH medido 𝑝𝐻𝑆 : Valor del pH en la saturación, o sea el agua en equilibrio con 𝐶𝑂3𝐶𝑎 en estado solido Cuando IL es cero el agua se encuentra en equilibrio con 𝐶𝑂3 𝐶𝑎,

a esa

temperatura. Si IL>0, el agua se encuentra sobresaturada de 𝐶𝑂3 𝐶𝑎, y puede producirse incrustación Si IL6,5 el agua tiene tendencia corrosiva. Si IR