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Instalaciones Sanitarias Gas e Incendio Universidad Tecnológica Nacional Regional Buenos Aires

Profesor Titular Ing Carlos A Talarico Jefe Prácticos Ing Horacio C Mazzei

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL Facultad Regional Buenos Aires.

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL CÁTEDRA INSTALACIONES SANITARIAS Y GAS PROFESOR TITULAR: Ing Carlos Alberto Talarico JEFE TRABAJOS PRACTICOS Ing Horacio C Mazzei AYUDANTES: Ing. Irene Pagni; Ing Diego M Talarico

UNIDAD TEMATICA Nº7 Composición de los efluentes - Composición - Concentración - Condición - Características de los efluentes - Tratamientos - Clasificación de los residuos industriales e instalaciones para su tratamiento - Interceptores - Nafta - Grasa - Decantadores - Desarenadores - DecantadoresInterceptores - Pozo de enfriamiento - Diluidores - Neutralizadores - Cuba neutralizadora - Tubo testigo - Sistema básico para el tratamiento de líquidos industriales - Pautas básicas de proyecto - Dimensionamiento - Construcción - Criterios de proyecto - Especificaciones - Construcción.

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DESAGÜES INDUSTRIALES: Todo establecimiento industrial, para ser habilitado, deberá tener la previa aprobación de las instalaciones de agua y de desagües industriales. Para la repartición se considerará “Industria”, a todo establecimiento en el cual se emplee agua, para la transformación del producto elaborado, como una de las materias primas del mismo, o se utilice esta, como elemento de limpieza de utensilios o que intervenga de alguna manera en el proceso de industrialización del producto final, es decir, resumiendo, que de alguna manera los desechos industriales requieran ser evacuados por medio de las instalaciones de OSN. Los efluentes residuales de cualquier industria que contengan materias en suspensión, solución, etc., susceptibles de producir obstrucciones o perjuicios en las canalizaciones, en ríos, arroyos, etc., receptores finales del desagüe; o bien, daños a las instalaciones mecánicas de OSN o al personal encargado de la limpieza y conservación de las canalizaciones estarán sujetos a un pretratamiento. Los desechos industriales podrán tener dos destinos una vez evacuados de la finca y, esta discriminación, estará a cargo de OSN, la cual evaluará, en función del caudal diario u horario que la industria declare por nota y la condición en que se encuentre la colectora cloacal que pase frente de la finca. Si, a juicio de la repartición, el caudal es excesivo o la colectora se encuentra sobrecargada, los afluentes industriales deberás ser canalizados por conductos pluviales, siendo el costo de las obras mecánicas para enlazar la conexión interna con dicho pluvioducto, asumido, en su totalidad, por el industrial. De acuerdo a los distintos tipos contenidos en suspensión o en solución en los desagües industriales, estos se clasificarán de la siguiente manera: Pesados: residuos de mayor densidad que el agua, fácilmente decantables, que, al depositarse en las canalizaciones externas, pueden provocar obstrucción en las mismas dificultando el escurrimiento de los mismos. Livianos: residuos de menor densidad que el agua, flotantes y que se pueden adherir en las paredes de las canalizaciones, produciendo obstrucción y/o desprendimiento de emanaciones nocivas o irritantes. Agresivas: ácidos u otros elementos en suspensión, que atacan las canalizaciones, deteriorándolas.

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Calientes: líquidos que circulan por las cañerías, que debido a su elevada temperatura, perjudican la durabilidad de la misma. Con el objeto de proteger las canalizaciones internas y externas y, además, los ríos, arroyos, etc., de los desechos industriales anteriormente citados, se deberá tratarlos, antes de traspasar los límites de la finca con los siguientes dispositivos: Decantadores: retienen los residuos pesados (por los gral.sólidos). Interceptores: retienen los residuos livianos (sólidos o líquidos). Decantadores interceptores: retienes al mismo tiempo residuos pesados y livianos. Diluidores: atenúan la acidez o agresividad del desagüe con la adición de cierta proporción de agua, mediante dispositivos de funcionamiento automático. Neutralizadores: atenúan o anulan la acidez o agresividad del desagüe, mediante la inyección de un elemento químico adecuado. Instalaciones de enfriamiento: (pozo de enfriamiento) enfrían el desagüe proveniente de máquinas, calderas, bateas, etc.

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DECANTADOR

Para calcular la capacidad de un decantador se requiere conocer: Nº de máquinas de cada tipo. Consumo de agua por hora. Nº de horas de trabajo por día de cada una. El tiempo requerido para separar los residuos inconvenientes. Cantidad y clase de residuos a separar por litro.

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El intervalo entre limpiezas

De una serie de experiencias efectivas con una probeta graduada, se obtiene el tiempo necesario para el asentamiento y la cantidad y clase de sedimento. D =Período de tiempo entre dos limpiezas. T =Tiempo para asentamiento por litro de cada máquina. Q= Caudal [l/h] de cada máquina. H ¡Horas diarias de trabajo de cada máquina. Nº= Número de máquinas. S=Sedimento en porcentaje Vdec = VRss + Vpermanencia x n Vpermanencia = ∑ T x Q1x n VRss =∑ Q x S x H x D capacidad del decantador “C” se obtiene sumando el volumen total de barros que se hayan acumulado entre dos limpiezas (como medida de seguridad se debe adicionar un 25%) la capacidad mínima es 200 lts. C = V x 1,25 C= 1.5 x A³ A= ³√ ( C/1.5)

INTERCEPTOR DE NAFTA Son artefactos que sirven para impedir que aceites, naftas, etc, generalmente provenientes del lavado de automóviles, pasen a la cloaca. En garajes, estaciones de servicio y de engrase y en todo otro local donde sea factible el lavado de automóviles o camiones, se instalará interceptor de nafta.

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No será obligatoria su colocación en depósitos de autos particulares (hasta 1 sólo automóvil), como tampoco en depósitos o playas colectivas de autos, siempre que el garaje no cuente con desagüe de ninguna naturaleza ni con servicio de agua corriente alguno.Todos los desagües de peso del garaje rán recogidos mediante conductos impermeables o fosas de desagüe y concurrirán al interceptor de

nafta.

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NORMAS PARA EL CALCULO DE INTERCEPTOR DE NAFTA Nº Cap (Lts) Ø de entrada de coches y salida 2 Por

cada coche de mas

LA

CAPACIDAD Altura (m)

200

0,060

0.50

50

0.100

0.50

DEL

Alejados 1m como mínimo de Pared medianera

El interceptor de nafta concurrirá a pileta de peso tapada exclusiva para este desagüe, dotada de ventilación en circuito con la ventilación propia del interceptor, ésta se establece por un caño de 0,060 exclusivo, conectado al interceptor junto a su entrada y llevado a altura reglamentaria y por una reja de aspiración conectada a la pileta de peso tapada y llevada a 2,5 m del suelo. Esta reja de aspiración podrá ubicarse en el interior del recinto cubierto de garaje o en patio abierto, “no” en el frente sobre la línea municipal o a menos de 3 m de aquélla. Completará el circuito de ventilación un puente de ventilación exclusivo. El interior del interceptor será revestido por revoque sanitario. La capacidad del interceptor está en la superficie del local. Nº de coches = Superficie garaje/ 20 m2 /auto Ejemplo: Cálculo del interceptor para un garaje de 1000 m2 1000 m2 Nº de coches = ------------- = 50 coches 20m2/auto 2 coches = 200 Lts 48 coches = 2400 Lts Total = 2600Lts VOL = A x 1.5 A x 0.5 m VOL = A³ x 0.75 = 2.6 m³ A = √( 2.6/0.75) = 1.86 m

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INSTALACIONES DE ENFRIAMIENTO No se permiten descargar a conductos cloacales y pluviales desagües cuya temperatura exceda los 40º. A fin de recudir esta temperatura se usa una instalación de enfriamiento, la que podrá consistir en: pozo de enfriamiento, torre de enfriamiento o circulación por canal abierto.

POZO DE ENFRIAMIENTO Se utiliza para desagües intermitentes de grandes volúmenes de líquidos calientes, como ser los provenientes de agotamiento periódico de calderas o bateas. Se los puede construir de mampostería de hormigón recubiertos de revoque sanitario. Podrán ser de sección cuadrada, rectangular o circular y la altura del pozo según la forma será:

los pozos de enfriamiento podrán ser del tipo abierto (como el indicado en la figura 1), cuando estén ubicados al aire libre o bajo cobertizo abierto lateralmente y cerrados (figura 2).

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Dimensionamiento La capacidad o volumen del pozo de enfriamiento destinado a calderas se fijará al siguiente criterio: 1 caldera --------- 2 veces su capacidad. 2 “ --------- la suma de capacidades ( mínimo 1,5 veces la mayor) 3 o más --------- la suma de las capacidades de las dos mayores más un 50% de las restantes. Ejemplo: Cálculo del pozo para caldera de 3m3.

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INTERCEPTOR DE GRASA

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Cálculo para 15 Piletas de cocina X .1,5 X . X . X = A (m3) X = ³√ A/1.5 Si el ancho no supera 1m es igual a h Si es > 1m

h= 2/3 ancho

VOL INT = 0.13 l/seg x Nº PC x 900 seg

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NEUTRALIZADOR El neutralizador se requiere en aquellas industrias que desaguan líquidos residuales fuertemente agresivos, ácidos o alcalinos, siendo necesario efectuar un pretratamiento con agentes químicos antes de volcar dichos efluentes a las redes externas de O.S.N. para evitar corrosiones o incrustaciones. Para conocer si una solución acuosa es ácida o alcalina debemos conocer el PH y si definimos el PH como el logaritmo negativo de la concentración de iones positivas de hidrógeno o protones de hidrógeno [ H +] 1 PH = -log [ H +] = ----------------Log [ H +] El PH varía entre 0 y 14 siendo

Ácido: Sustancia química que en solución acuosa es capaz de liberar protones [ H +] En solución acuosa + AH -------------------------- Aaq + Haq

Ácido

Hidróxido: Sustancia química que en solución acuosa es capaz de liberar oxidrilo[O H -] En solución acuosa + KOH -------------------------- Kaq + OHaq H+ neutraliza OH- mol a mol

Hidróxido

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3 moles H+ neutraliza 3 moles oxidrilo El PH los determinamos sumergiendo papel PH en el efluente. Por el color que toma dicho papel y comparando a esta con la escala de colores testigo podemos determinar el PH del efluente a tratar, con este dato y el caudal del desagüe podemos diseñar el tratamiento a efectuar. Generalmente tenemos que alcalinizar, pues los desagües de las industrias típicas son eminentemente ácidos. Ejemplos: Decapado de chapa---------------------------H2 S O4 / H CL (Ácido Sulfúrico / Ácido Clorhídrico) Fábrica de baterías--------------------------- H2 S O4 (Ácido Sulfúrico) Tintorerías industriales---------------------- H CL ( Ácido Clorhídrico) Galvanosplastías----------------------------- H2 S O4 / H CL (Ácido Sulfúrico / Ácido Clorhídrico) Los neutralizantes de ácidos que podemos utilizar son: Ca ( OH )2 Na ( OH ) Mg (OH )2 CO3 Ca CO3 Na CO3 Mg EJEMPLO DE CALCULO DE NEUTRALIZADOR PH = 1.55 -------------------- H2 S O4 Q = 4500 Lts/h 1.- ESTUDIO DE LA CONCENTRACIÓN PH = - log [ H +] → H = 0,028 Peso Molecular del H2 S O4 ( Ácido Sulfúrico) Peso Atómico H = 1 Peso Atómico S = 32 Peso Atómico O = 16 Peso Molecular del H2 S O4 = 2 + 32 + 64 = 98 = 1 Mol de H2 S O4 En solución acuosa + AH ---------------------------- Aaq + Haq

Ácido

En solución acuosa H2 S O4 ------------------------------------- S O4 + H2→ 2 x 0,014 H+ Si estudio del PH obtuvimos una concentración de H+ = 0.028 Mol / L H+

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En solución acuosa 0.014 Mol H2 S O4 ------------------------------------ 0.014 S O4 + 0.014 H2 1 Mol /L -------------------------------- 98 g / L de H2 S O4 0.014 Mol / L --------------------------98 g / L x 0.014 = 1.372 g/L de H2 S O4 2.- CALCULO DEL RECIPIENTE DE CAL Sabemos que en medio acuoso el H2 S O4 libera 0.028 mol / L de [ H +] por lo tanto para neutralizar se requiere 0.028 moles/ L de [O H -] Adoptamos como neutralizante Ca ( OH )2 Necesitamos 0.014 moles / L de Ca ( OH )2 Peso Molecular Ca ( OH )2 = 40 + 17 x 2 = 74 1 Mol /L-------------------------74 g /L 0.014 Mol /L--------------------0.014 x 74 = 1.036 g/L Ca ( OH )2 tenemos entonces que para neutralizar la concentración de H2 S O4 dada, cuyo PH = 1.55, y deseamos llevarlo PH = 7, necesitamos la siguiente cantidad de Ca ( OH )2 Cant. de Ca ( OH )2 = 4500 l/h x 1.036 g/l x 8 hs/dia = 37.28 Kg / dia Como la cal en polvo o Ca ( OH )2 tiene una pureza del 70 %. Necesitamos una cantidad total de cal de: 37.28 Cant tot de cal =-----------------= 54 Kg 0.7 De acuerdo a la solubilidad de la cal se requiere 5.5 L de agua porKg de cal. Cant agua =5.5 x 54 = 297 L de H 2 O = Capacidad del recipiente de cal 3.- CAPACIDAD DEL RECIPIENTE DECANTADOR Vol Dec

= Vperm + Vss

Vss = Vsulfato + V sol en sus Este tipo de tratamiento produce 2.5 l de Ca S O4 por Kg de cal pues en la reacción tenemos : . H2 S O4 + Ca (OH)2 ---------------------------- Ca S O4 + 2 HO2 Sulfato agua de calcio

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VCa S O4 = 2.5 L x 54 x 5 dias 0 675 Lts = 0.675 m3 V Sol en susp = 5 %0 x 4500 L/h x 8 hs x 5 días = 900 Lts = 0.9 m3 Teniendo en cuenta que las sustancias a sedimentar son de origen inorgánica (Si O2, Ca S O4); ( sílice proveniente de la cal, Sílice de barrido de pisos, Sulfatos sedimentables) Podemos adoptar 2 Hs de permanencia Vper = Q x Tperm = 4500 L/h x 2Hs = 9000 Lt = 9 m3 Vdec = 9 + 0.675 + 0.9 = 10.575 m3

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