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• Jose Medina Felix

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN FACULTAD: INGENIERÍA AGRARIA, INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Y AMBIENTAL

ESCUELA: INGENIERÍA AMBIENTAL

TEMA VISITA Y RECONOCIMIENTO DE LOS PROCESOS DE INDUSTRIAS SAN MIGUEL DEL SUR – ISM

DOCENTE: Dr. NUNJA GARCÍA, José Vicente

INTEGRANTES: BRAVO CAMACHO, Ariana CARRERA VENTURA Brighit CHAUPIS OCAÑA Fiorella GUTIÉRREZ NAZARIO Zulma MEDINA FELIX Luis MORÁN VALERIO, Cristian ONORIO LASTRES Julio SANTISTEBAN AYALA Silvia SILVA DIAZ Melissa TORRES TRINIDAD, Patricia

Huacho – 2019

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN La teoría brindada en las aulas es muy importante para recibir nuevos conocimientos y poder resolver incógnitas con el docente. Pero esa información será olvidada si es que no la aplicamos en el desarrollo de nuestra vida y mucho menos si no compartimos esa información con otras personas. Por tal motivo en el desarrollo del curso de Ingeniería y Control de Aguas Residuales, luego de haber desarrollado una extensa y necesaria base teórica sobre los procesos de potabilización del agua y la caracterización y tratamiento de las aguas residuales urbanas e industriales, fue necesario realizar una visita técnica guiada con especialistas de Industrias San Miguel del Sur – ISM, cuya historia, visión y misión empresarial, nos hizo elegirla como centro de adquisición de nuevas experiencias. La visita a las instalaciones de la empresa

nos permitió complementar nuestros

conocimientos teóricos con las experiencias prácticas en temas de la elaboración de sus productos con una determinada materia prima, normas de seguridad y los procesos de tratamiento de aguas residuales que fue nuestro principal motivo de la visita a la empresa. Todo los conocimientos que adquirimos en esta visita serán plasmadas en este informe con la finalidad de demostrar nuestros aprendizajes y sustentarlo complementándolo con las enseñanzas brindadas en clases y

siempre dando nuestro punto de vista

medioambiental para analizar si las actividades que se realizan dentro de la empresa son las adecuadas para garantizar un crecimiento sostenible de la región Lima provincias y nuestro país.

1. PROBLEMAS

1.1.PROBLEMAS GENERALES

¿Es efectivo el tratamiento de aguas residuales que aplica Industrias San Miguel (ISM) para disminuir la concentración de contaminantes antes de ser vertidos a los canales de regadío?

1.2.PROBLEMAS ESPECÍFICOS

¿De qué manera influyen los procesos de producción de ISM en la generación de aguas residuales?

¿Qué impactos producirían las aguas residuales en los campos de cultivo si el tratamiento actual no fuera eficiente?

¿Qué apreciación podemos brindar nosotros como futuros ingenieros ambientales, en cuanto a las actividades industriales que realiza ISM?

2. OBJETIVOS

2.1.OBJETIVO GENERAL

Reconocer los procesos de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) ubicada en Industrias San Miguel

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Visitar la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de ISM en la planta industrial de Huaura.



Identificar en grupo detalladamente los procesos de las PTAR’s



Comparar el tratamiento de aguas residuales físico-químico y biológico

3. MARCO TEÓRICO

3.1. MARCO NORMATIVO Ley General del Ambiente –Ley N° 28611

En su artículo primero menciona que toda persona tiene el derecho irrenunciable a vivir en un ambiente saludable, equilibrado y adecuado para el pleno desarrollo de la vida; y el deber de contribuir a una efectiva gestión ambiental y de proteger el ambiente, así como sus componentes, asegurando particularmente la salud de las personas en forma individual y colectiva, la conservación de la diversidad biológica, el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y el desarrollo sostenible del país.

Ley General de Aguas, D.S N° 261-69-AP y su Reglamento de los Títulos I, II Y III En el Capítulo II, Articulo 57°, ningún vertimiento de residuos sólidos, líquidos o gaseosos podrá ser efectuado en las aguas marítimas y terrestres del país sin la previa aprobación de Autoridad Sanitaria. En el Capítulo IV, Articulo 143°, los desagües y afluentes provenientes de la industria deberán ser evacuados preferentemente en redes o canales especialmente construidos para estos fines, permitiéndose hacer en las redes y alcantarillados de las poblaciones, solamente previo los tratamientos requeridos para evitar el deterioro de dichas redes. En todos los casos no podrá contaminar ni solucionar las aguas superficiales o subterráneas ni las capas acuíferas, así como los terrenos de cultivo y los potencialmente cultivables. Ley de Recursos Hídricos – Ley N° 29338 En el Título I, Articulo V, El agua cuya regulación es materia de la presente ley, comprende a otros a las aguas residuales. En el Título V, Articulo 79°, La Autoridad Nacional autoriza el vertimiento del agua residual tratada a un cuerpo natural de agua continental o marítima, previa opinión técnica favorable de las Autoridades Ambientales y de Salud sobre el cumplimiento de los Estándares de Calidad Ambiental del agua (ECA-Agua) y los Límites Máximos Permisibles (LMP). Queda prohibido el vertimiento directo

o indirecto de agua residual sin dicha autorización. Corresponde a la autoridad sectorial competente la autorización y el control de las descargas de agua residual a los sistemas de drenaje urbano y alcantarillado.

3.2. INDUSTRIAS SAN MIGUEL - ISM ISM nació en 1988 en la ciudad de Ayacucho a iniciativa del matrimonio formado por Jorge Añaños y Tania Alcázar. En ese año lanzan al mercado su primer producto Kola Real la gaseosa que revoluciono el mercado de las gaseosas en el Perú. En 1998 abren con éxito una planta de producción de gaseosas en la ciudad de Huaura. Luego, en enero del 2000, ISM se extiende hacia Arequipa, y 2 años después iniciaron su internacionalización abriendo dos empresas distribuidoras en Arica e Iquique. ISM da otro gran salto en su carrera internacional, en el 2005, inauguraron su primera planta de producción, en República Dominicana, capturando el 45% del mercado dominicano. Fijando sus intereses en la expansión e internacionalización, abre su cuarta planta productora y embotelladora, la segunda en el extranjero, ubicada en Salvador de Bahía, Brasil. Misión Satisfacer las necesidades de los consumidores a nivel mundial. Mediante la producción y oferta de productos innovadores, con calidad internacional, de manera competitiva. Visión Ser una organización global que trascienda en el tiempo. Con presencia dentro de los 5 continentes, centrada en el desarrollo profesional y ético de sus colaboradores, siendo socialmente responsable. Valores 

Liderazgo con cercania



Innovación y versatilidad



Excelencia



Integridad



Austeridad y Pertenencia

Gestión de agua El agua es un recurso fundamental para la vida, el cuidado de la salud, la sostenibilidad ambiental y el desarrollo económico. Por eso, en ISM cuentan con plantas que tratan el agua que han usado antes para de ahí devolverlas nuevamente al entorno, con el objetivo de proteger la salud pública y preservar el medio ambiente. Gestión de energía ISM logró reducir en 10% su consumo de electricidad a través de un plan de ahorro y eficiencia energética que iniciaron en el 2009.

Marcas

IMAGEN N°1: Marcas distribuidas a nivel nacional e internacional por ISM.

3.2.1. EXTRACCIÓN DE AGUA PARA LOS PROCESOS

GRÁFICO N° 01. Extracción y tratamiento del agua subterránea.

3.2.1.1.Tanque reactor El agua que se extrae de los pozos subterráneos con previo permiso de la Autoridad Nacional del Agua (ANA), será bombeada a los tanques reactor, cuyo modelo es utilizado para estimar las variables de operación de la unidad clave cuándo se utiliza un reactor de tanque agitado continúo y lograr una producción específica y una notable disminución de agentes infecciosos agregando cantidades de cloro.

3.2.1.2.Filtro de arena Es un método muy robusto para separar lo solidos suspendidos del agua. La filtración consiste en una capa múltiple de la arena, con una variedad en tamaño y gravedad específica, esta forma una capa de arena de la calidad adecuada según el agua que hay que tratar, y se hace circular el agua lentamente a través de él.

3.2.1.3.Filtro de carbón Se utiliza este filtro para principalmente eliminar el cloro y compuestos orgánicos en el agua que afecten a su calidad.

3.2.1.4.Ablandador Es un equipo que se utiliza para ablandar el agua, eliminando los minerales que hacen a dicha agua ser dura.

3.2.1.5.Desinfección En esta etapa final se agregará ozono gaseoso (O3) para eliminar el color, olor y sabor desagradable del agua, ya que es un producto desinfectante no solo elimina baterías patógenas, sino que; además, inactiva los virus y otros microorganismos que no son sensibles a la desinfección con cloro. Finalmente el agua podrá ser parte de los procesos industriales después de asegurarnos que cumplen con las normas de salubridad establecidas para bebidas de consumo humano.

3.2.2. PROCESOS INDUSTRIALES DE ISM Proceso productivo de elaboración de agua

Elaboración de la gaseosa Se capta agua del subsuelo, dióxido de carbono que es para la etapa de carbonatación de la obtención de la gaseosa es el reactivo o sustancia queda la efervescencia que da la gaseosa los preservantes para mantenerlos con las características por cierto tiempo recuerden que toda bebida tiene fecha de vencimiento entonces la fecha límite de estos preservantes dejan de actuar y pueden se dañino, los endulzantes que normalmente es azúcar que están en un rango de 5 a 14% que es sacarosa, saborizantes que pueden ser naturales y artificiales, acidulantes(ácido cítrico, fosfórico y tartárico) y colores (caramelo, sintético son 18 P.A colores aprobados). Tratamiento del Agua

Agua Subterránea

Extracción Hipoclorito de Sodio Oxido de Calcio Tratamiento Químico

Filtración

Purificación

Micro filtración

Agua tratada

Limpieza del empaque (las botellas) Selección algunas botellas son retornables, se realiza un pre enjuague porque puede que haya partícula suspendida, ingresa a remojo para eliminar las bacterias finalmente otro enjuague y a las finales en todo eso se realiza una inspección al final en todo esto se hace un control de calidad del envase. a.

Selección

b.

Pre enjuague

c.

Remojo

d.

Enjuague

e.

Inspección Botellas Sucias (a)

Agua Caliente

Soda Caustica

Pre enjuague (b)

Taque de lavado (c)

Agua con residuo Purgas

Vapor

Agua Pura

Agua azucarada desechos de pitillo

Enjuague Final (d)

Agua con residuos de Soda

Botellas Limpia (e) Preparación de bebidas a. Preparación del concentrado b. Recepción y almacenamiento de concentrado (fórmula secreta)

c. Preparación de la bebida (para obtener la mezcla) d. Carbonatación (se inyecta el CO2 el toque final de la efervescencia de la bebida tiene que estar en frio antes de realizar la carbonatación) e. Envasado f. Inspección final (control de calidad) g. Embalaje final

Diagrama en bloque del proceso de elaboración de bebidas Proceso de Envasado

Pruebas de Producto a. Concentración de jarabe brix (concentración en grados brix, es la cantidad de azúcar disuelta es parte de control de calidad, si en caso sobre pasamos la cantidad de azúcar) b. Carbonatación pruebas de agua c. Lavado de envases d. Pruebas bacteriológicas

3.3.

CARACTERÍSTICAS DE AGUAS RESIDUALES

Aguas residuales del carácter industrial Los efluentes de esta industria se originan principalmente debido a las mermas de jarabe, azúcar o de bebida producida. Por ejemplo, cuando se da la ruptura de botellas o cuando se hace el cambio de conexión de líneas en la placa de distribución ubicada en sala de jarabe. Estos residuos líquidos son de preocupación por su gran contenido de carga orgánica. La composición de los efluentes incluye residuos de azúcar, cafeína, aromatizantes, caramelo y estabilizantes, los cuales son empleados para el jarabe. Procesos adicionales al de producción es la limpieza y desinfección de los envases retornables y la limpieza de maquinarias. El primero es específico para envases retornables, en este se remojan las botellas en una solución caustica caliente para desprender la suciedad y luego enjuagarla con agua limpia y fresca, adquiriendo las botellas con las características de limpieza, brillantez y esterilidad que son requeridas. El uso de hidróxido de sodio genera un pH alcalino y eleva la demanda química de oxígeno del efluente. En las operaciones de limpieza existe una gran oscilación en la contribución de la carga orgánica de los distintos detergentes (entre 30-1.200 mg O2/litro) debido a la diferente composición química de estos. Así podemos encontrar productos alcalinos sin tensioactivos en el margen inferior y productos tensioactivos detergentes espumantes del otro lado. Considerando la generación de efluentes, las aguas residuales de una industria como las de San Miguel presentan una caracterización como la siguiente. Tabla 1 Caracterización de las aguas residuales de la industria de bebidas carbonatadas Parámetro Unidad Salida pH 11.4 Temperatura °C 18.5 ST mg/L 9398.0 SST mg/L 2962.5 SS mg/L 10.0 (DBO)5 mg/L 1650.0 DQO mg/L 7414.3 Grasas y aceite mg/L 224 FUENTE: Informe FEMSA - COCA COLA, 2016

Al caracterizar los efluentes de esta industria se identifica aguas con carácter alcalino y una temperatura no elevada. Los parametros de solidos totales y DQO arrojan valores

elavados. Asimismo, se evidencia una carga organica no biodegrable. Al aplicar la ingenieria básica de DSN, la relación entre la demanda bioquímica de oxígeno a 20°C medido al quinto dia y la demanda quimica arroja un valor de 0.22, confirmando su no biodegradabilidad. Aguas residuales del carácter domestico La planta de ISM también genera efluentes de carácter domestico provenientes de las servicios higiénicos y duchas. Estas no son mezcladas con las aguas industriales, sino que son tratadas según su caracterización. Tabla 2 Caracterización de las aguas residuales de carácter domestico según Melcaff&Eddy

Melcaff y Eddy proponen una caracterización de las aguas de carácter doméstico. Esta es quizás la tabla más precisa respecto a los efluentes de este tipo. Los autores clasifican la caracterización considerando la concentración de las mismas. 3.4. TRATAMIENTO FÍSICO-QUÍMICO DE AGUAS RESIDUALES

Gráfico N° 02. Representación de la PTAR’s físico-químico

3.4.1. Pozo recolector Este pozo recolector que cuenta con un sensor de nivel, recibe las aguas residuales de la planta y cuando llega al 50% de su capacidad total, se enciende y envía el agua residual a la siguiente etapa del tratamiento.

3.4.2. Colador Actúa como filtro y se encarga de retener los sólidos gruesos y finos que pueda contener el agua residual con la finalidad de que no puedan afectar las etapas secuenciales.

3.4.3. Tanque de balance Igual que en la primera etapa, este tanque contiene un sensor de nivel y se activará cuando llegue al 50% de su capacidad total. En esta etapa el agua residual de todas las etapas serán homogeneizados, es decir, igualará los caudales del agua para evitar como efecto secundario una disminución en la concentración de los contaminantes. Otra función que cumple el tanque de balance es de actuar como tampón regulador y neutralizador del pH del agua residual total y no produzca alteraciones en su tratamiento.

3.4.4. Coagulación-floculación En esta etapa inicia el tratamiento del agua residual como tal, es muy rápido, toma desde décimas de segundo hasta cerca de 100 segundos, de acuerdo con las demás características del agua: pH, temperatura, cantidad de partículas, etcétera. Se lleva a cabo en una unidad de tratamiento denominada mezcla rápida. La coagulación desestabilizará las partículas coloidales, donde se emplea un coagulante (Policloruro de aluminio) que neutraliza la carga eléctrica de los coloides. Después ocurre la etapa de floculación que consiste en la agrupación de las partículas coloidales desestabilizadas, agregando el polímero catiónico que formará agregados de mayor tamaño denominados “flóculos”, los cuales sedimentan por gravedad

y logrará eliminar los sólidos suspendidos y sólidos sedimentables del agua residual. También pueden adsorberse sobre el flóculo ciertas sustancias disueltas como materias orgánicas y contaminantes diversos. Dentro de esta etapa también se agregará ácido sulfúrico (H2SO4) que regulará el pH del agua residual tratada.

3.4.5. Sistema de flotación (DAF)

En esta etapa final se realiza la separación de las partículas en suspensión mediante microburbujas de aire en una solución sobresaturada. Los sólidos se adhieren a las microburbujas en su recorrido ascendente flotando hacia el sistema de separación superior. Después de terminar esta etapa el agua tratada será analizada para conocer los valores de los parámetros físicos, químicos y biológicos y corroborar que el tratamiento haya cumpliendo adecuadamente su función. Finalmente el agua tratada será vertida a los canales de regadío de los campos agrícolas aledaños a la industria cumpliendo con la normativa establecida para no producir impactos a la población.

3.5.TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES Es uno de los procesos más usados porque su funcionamiento es bastante sencillo, el diseño de las plantas de lodos activados se llevó a cabo fundamentalmente de forma empírica. Solo al comienzo de los años sesenta se desarrolla una solución más racional para el diseño del sistema de lodos activados, el proceso consiste en que el agua residual ingrese a un tanque anaerobio después el agua residual pasa a los tanques aerobios y este a su vez está conectado con un tanque digestor de lodos donde el exceso de lodos pasa de nuevo al tanque anaerobio. El agua residual de los tanques aerobios pasa a un clarificador, este a su vez pasa a un reactor, tanque de contacto, filtro de grava para finalmente pasar al canal de regadío.

GRÁFICO N°…… : Representación de la PTAR´s biológico

3.5.1. Tanque anaerobio: En este proceso se propicia la degradación de la materia orgánica contenida en el en ausencia de oxigeno molecular. La presencia de nitratos en zonas anaeróbicas provoca una competición por el sustrato orgánico OAFDN (organismos acumuladores de fosforo con capacidad desnitrificad ora) y los OAF (organismos acumuladores de fosforo). Los desnitrificadores pueden consumir los sustratos fácilmente biodegradables, impidiendo que sean utilizados para la liberación anaerobia del fosforo. 3.5.2. Tanque aerobio: La aireación del agua residual en el tanque de aireación suministra oxígeno a los microorganismos aerobios. Como resultado del metabolismo se agrupan en flóculos, que constituyen el llamado lodo activado. Los procesos biológicos permiten eliminar de las aguas residuales las sustancias biodegradables disueltas (substrato). El substrato suministra la fuente de alimento a los microorganismos y se transforma en condiciones aerobias en biomasa, dióxido de carbono y agua. Los microorganismos aerobios necesitan oxígeno para respirar. Además del substrato, generalmente también se tienen que eliminar del agua residual los compuestos de nitrógeno como el amonio y los nitratos. Un grupo de microorganismos convierten primero el amonio en nitrato (nitrificación). Otro grupo de microorganismos reduce luego el nitrato a nitrógeno elemental (desnitrificación). El nitrógeno producido escapa entonces como gas a la atmósfera. 3.5.3. Clarificador El tanque clarificador permite la separación solido/liquido por medio de la sedimentación, facilitando la eliminación de sólidos en suspensión. Se utiliza para permitir que el lodo decante en la parte inferior del tanque. Se utiliza como colector de lodos. El agua residual ingresa al tanque por la parte central y los lodos son recogidos de la periferia. 3.5.4. Reactor El agua proveniente de este clarificador ingresa a un reactor, donde se mantiene un cultivo bacteriano aerobio en suspensión. El contenido del reactor se conoce con el nombre de líquido mezcla o licor mixto. En el reactor el cultivo bacteriano lleva a cabo la conversión de la materia orgánica en CO2, NH3, H2O, nuevas células y energía. El ambiente aerobio en el reactor se consigue mediante el uso de difusores o de aireadores mecánicos, que también sirven para mantener el líquido mezcla en estado de mezcla completa. Al cabo de un periodo determinado de tiempo, la mezcla de las nuevas células con las viejas se conduce hasta un el clarificador secundario (decantador secundario) para su separación del efluente final. Una parte de las células sedimentadas se recircula para mantener en el reactor la concentración de células deseada, mientras que la otra parte se purga del sistema.

3.5.5. Tanque de contacto El lodo pasa al tanque de contacto, donde se mezcla con el efluente primario o agua residual. Puesto que los microorganismos han permanecido largo tiempo sin alimentación, son altamente activos cuando entran en el tanque de contacto. El tiempo de retención en el tanque de contacto es bajo: de 20 minutos a una hora. El alimento es rápidamente absorbido por los microrganismo. Después de pasar a través del tanque de contacto, el licor mezcla se transfiere al clarificador secundario, donde los sólidos decantan. 3.5.6. Digestor de lodos Este proceso de estabilización de lodos se basa en la degradación de la materia orgánica, en ausencia de oxígeno molecular. Es uno de los procesos más antiguos. La materia orgánica contenida en la mezcla de lodos primarios y secundarios, se convierte, principalmente, en metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). El proceso se desarrolla en un reactor completamente cerrado, donde se introducen los lodos, ya sea en forma continua o intermitente, permaneciendo dentro del reactor por tiempos considerables. El lodo estabilizado, extraído del reactor tiene una concentración reducida de materia orgánica y agentes patógenos vivos. 3.5.7. Filtro de grava o cuarzo: La filtración es un proceso físico destinado a clarificar un líquido que contenga materia sólida en suspensión, haciendo pasar por un medio poroso. La filtración generalmente sigue a los procesos de coagulación, floculación y decantación, permitiendo una buena alimentación de bacteria, color turbiedad, e indirectamente, ciertos problemas de olor y sabor en el agua.

4. CONCLUSIONES 

El agua que queda fuera del proceso es llevada a la planta de tratamiento y es juntada con el agua de tratamiento donde se equilibra y se hace el ajuste necesario. En este caso se añade ácido sulfúrico con una concentración de 98% diluido en agua, para neutralizar se añade coagulante y floculante. Esta agua tratada es utilizada para los campos de cultivo que posee la empresa, así como paltas y maíz.



Tienen muchas políticas para con sus clientes, siendo la más destacada el crecimiento sistemático de la embotelladora en distintos pases de Sudamérica y Centroamérica con características distintas en los sabores de las bebidas dependiendo del lugar en donde se ofrece. Las infraestructuras de la planta en os diversos procesos para la creación de botellas esta monitorizada por trabajadores todo el tiempo haciendo cumplir los estándares de calidad visto en las normas ISO Y OHSAS en las cuales la empresa está certificada

5. RECOMENDACIONES 6. BIBLIOGRAFÍA 7. ANEXOS