• Author / Uploaded
• cgomezrodas

• Categories
• Grifo (Válvula)
• Agua dulce
• Agua
• Aguas residuales
• Contaminación

Citation preview

Proyecto de investigación 20060184 Director de proyecto. M en I Juan José Hurtado Moreno Participantes: Ing Ulrich Schaerer Sauberli Ing Victor Fernandez Fernandez Ing Judith Gutiérrez González Alumno PIFI: Manuel Ortiz Luque

UPIICSA IPN

Resumen El 40% del consumo de agua potable en un hogar se usa enjuagar el wc, llamado excusado en nuestro país, y otro porcentaje similar en bañarse, por lo que podemos asumir que el 80% del consumo diario lo estamos tirando al drenaje, sin darnos cuenta del daño ecológico y social que estamos provocando. Para ello se diseña equipo que permita reutilizar estas aguas grises; en primera instancia reorientando el agua utilizada en bañarse al wc, y de ahí al drenaje. Esto permitirá hasta un 40% de agua potable. El equipo diseñado y que se construirá será adecuado para construcciones nuevas, y se adaptará en la mayoría de las veces a baños ya construidos, de manera económica y que permita que cualquier plomero pueda instalarla. El beneficio social es inmediato tomando en cuenta que una casa normal consume de 35 a 50 m cúbicos mensuales de agua, pudiéndose ahorrar hasta el 40% de agua. Objetivo Diseñar, fabricar y en su caso comercializar equipo que permita reutilizar las aguas grises generadas en el consumo diario de la regadera, para ser reutilizados en los wc de la casa. Evaluar la parte de inversión económica Proporcionar los planos de fabricación del equipo Proporcionar los planos de instalación del equipo presentado en la propuesta Patentar el diseño de quipo

Productos 1.- Construcción de prototipo para ser aplicado a escala comercial 2.- patentar el producto diseñado 3.- Desarrollo de un plan de negocios.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

1

Introducción Existe una problemática evidente cuando tratamos acerca de los recursos naturales. Y es que no es un problema ya solamente de ambientalista o activistas sociales, sino de sobrevivencia. En el planeta, la cantidad disponible de recursos para ser consumidos por la civilización del hombre disminuye alarmantemente. Se hace innegable que el cuidado del agua para consumo humano como recurso natural es de suma importancia. Aunque de los recursos naturales con los que contamos en el planeta, el agua es por mucho el más abundante, el agua potable que puede utilizar el ser humano para su desarrollo se restringe a menos de 0.05% del total. Además, esta cantidad la tiene que utilizar junto con otras especies vegetales y animales que también son importantes para su supervivencia, y tiene que servir también para mantener lagos y ríos subterráneos y abiertos. El consumo desmedido de agua es, de alguna forma, la causa del problema. Este consumo, además, se ve originado por el crecimiento de la población humana sobre el planeta y su concentración en pequeñas porciones de tierra (ciudades), que no son naturalmente aptas para albergar una densidad de estas dimensiones, por lo que se hace necesario proveerlas de recursos de manera artificial. En las ciudades, pues, se localiza una de las principales razones de que el agua esté terminándose. Aunque es cierto que la agricultura es la actividad humana con mayor consumo de agua, las ciudades generan una degradación de agua mucho mayor y más perjudicial al medio ambiente. Esto es provocado principalmente por dos factores: la enorme cantidad de agua que se usa en una ciudad, y el desperdicio que se genera en una ciudad por el mal uso de esa agua. Dentro de los hogares (consumidores de más del 50% del total de agua que se usa en una ciudad) por ejemplo, se usa el 40% del agua potable en un uso absurdo: enjuagar el depósito del W. C., generando una problemática fuerte: se desperdicia el agua potable en el enjuague del sanitario, en detrimento del uso de ésta para higiene y saneamiento o para alimentación humana. El agua para enjuagar el W. C. no necesita ser potable – ni siquiera estar en condiciones de ausencia de contaminantes leves, por lo que el almacenamiento del agua producto de otras actividades domésticas podría muy bien servir para esto. En este sentido, el desarrollo de un producto que permita reunir el agua de, digamos, el uso de la regadera (como es el caso de este proyecto) sería una propuesta seria y bien fundada en base a la información disponible. Sin embargo, para hacer realmente útil una investigación de la importancia de la actual (permitiría, en general, ahorrar casi 6,000 litros de agua al mes por cada hogar) se hace necesaria una vinculación seria con la realidad actual: existen muchas formas de hacer efectiva una propuesta, pero la única manera de establecer una base efectiva y duradera de distribución de un producto es hacerlo a través de una empresa privada cuyo objeto sea la fabricación y venta de ese producto. No por que otros medios sean menos efectivos, pero este tipo de vinculación con la sociedad permite una flexibilidad en las acciones posibles que de otra manera es difícil lograr. Así pues, presentamos un Plan de Negocios, que, como parte del proyecto de investigación, pretende hacer más evidente la posibilidad real de que este sea efectivo a nivel técnico y, además, como un proyecto productivo y real.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

2

Índice del Proyecto 1

Problemática

2

Consumo de agua en el hogar

3

Contaminantes generados 3.1 Depuración del agua4 3.2 Índice de calidad del agua

4

Aguas Grises

5

Metodologías de recuperación de aguas de uso doméstico

6

Prototipos y planos

7

Plan de Negocios Conclusiones Anexos Anexo I Proceso de patente Bibliografía

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

3

1

Problemática

Para dar un enfoque general, se cita una parte del texto “Consecuencias del uso excesivo y la contaminación”, del Population Information Program, de The Johns Hopkins School of Public Health1 “Se estima que en 1996 la población humana del mundo estaba usando 54% del agua dulce accesible contenida en los ríos, lagos y acuíferos subterráneos. Según proyecciones conservadoras, este porcentaje ascenderá por lo menos a 70% en 2025, si se tiene en cuenta sólo el crecimiento de la población, y mucho más si el consumo per cápita continúa aumentando al ritmo actual. A medida que la humanidad extrae una proporción creciente de la totalidad del agua, va quedando menos para mantener los ecosistemas vitales de los que también dependemos. “Se necesita una porción considerable del total de agua dulce disponible en el ciclo hidrológico para sostener los ecosistemas acuáticos naturales —ciénagas, ríos, zonas pantanosas costeras— y los millones de especies que albergan. Los ecosistemas naturales sanos son reguladores indispensables de la calidad y la cantidad del agua. Por ejemplo, las llanuras aluviales absorben y almacenan agua cuando los ríos anegan las orillas, reduciendo el daño aguas abajo. “En prácticamente todas las regiones del mundo, el uso descuidado de los recursos hídricos está dañando el medio ambiente natural. Globalmente, más de 20% de todas las especies de peces de agua dulce corren peligro o son vulnerables, o se han extinguido recientemente.” En el caso de México, cabe destacar algunos datos • • • • • •

1

1:

En México, existe una disponibilidad natural media de agua de 474 mil 637 hm3 al año (1 hm3 -hectómetro cúbico- es igual a 1’000,000 m3), que lo ubica en el ámbito mundial como uno de los países con baja disponibilidad. En el país, existen alrededor de 653 cuerpos de agua subterránea, 104 están sometidos a sobreexplotación. Del total de acuíferos se extrae más del 60% del agua subterránea destinada para todos los usos. La reserva de agua subterránea está disminuyendo a un ritmo de 6 km3 por año. Al 2004, la disponibilidad natural de agua por habitante en el país fue de 4 mil 505 m3 anuales; la menor se registró en la región del Valle de México (188 m3/hab.) y la mayor en Chiapas (24 mil 549 m3/hab.). La infraestructura para la potabilización del agua suministrada está constituida por 864 plantas; de éstas 770 se encuentran en operación. Entre 1980 y 2004 se presentaron 92 ciclones tropicales en las costas de México, de los cuales 42 tenían intensidad de huracán al llegar a la tierra.

INEGI “Estadísticas a Propósito del Día Nacional del Agua”, México 2006

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

4

Usos del agua Se calcula que en el año 2000 se extrajeron 72 km3 de agua de los ríos, lagos y acuíferos del país para los principales usos consuntivos, lo que representa el 15% del agua disponible (presión de demanda). El uso consuntivo predominante en México es el agrícola, ya que en la actualidad el 78% del agua extraída se utiliza para el riego de 6.3 millones de hectáreas, le sigue el uso público urbano con 11.5% y el industrial con 8.5%. Otros usos como el pecuario o el destinado a la acuacultura consumen el restante 2.2%. Esta distribución del uso del agua es parecida a la que tienen países como Brasil, Egipto y Turquía, pero muy diferente a la de países desarrollados, donde la proporción destinada a usos industriales es mucho mayor. Las hidroeléctricas emplean para su funcionamiento un volumen promedio de 143 km3 de agua para generar 32 624 GWh de electricidad (17% del total del país), pero no la consumen.

La proporción de agua que se dedica a distintas actividades muestra diferencias importantes. Mientras que en la región del Pacífico Norte más del 90% del agua se destina a actividades agrícolas, en la región del Golfo Centro no alcanza el 50% (Figura 1). Las regiones Pacífico Sur (20.7%), Golfo Centro (16.5%), Frontera Sur (26.3%), Península de Yucatán (27.2%) y el Valle de México (35.6%) son las que, en proporción, designan más agua al uso público urbano. El agua reservada para uso industrial en general es inferior al uso público, excepto en las regiones del Golfo Norte y Golfo Centro, donde resulta superior. El abastecimiento de agua para uso agrícola proviene principalmente de agua superficial (65.8%), en contraste con el agua que se destina al uso público e industrial, que proviene en su mayor parte de fuentes subterráneas (69 y 58% respectivamente; Figura 4.8). Sin embargo, en el periodo de 1998 a 2000 se incrementó el agua subterránea utilizada para fines agrícolas en alrededor de 3 000 km3/año, volumen que representa el 52% del agua que se destinó al uso público

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

5

2

Consumo de agua en el hogar.

El consumo de agua en la República Mexicana se ha estimado de 15 m3 a 25 m3 por casa cada mes2, dependiendo de las condiciones de la vivienda y el número de habitantes. La proporción de consumo es la siguiente:

Proporción de Consumo de Agua en el Hogar Actividad

Proporción de Consumo

Baño

40%

Regadera

30%

Lavar Ropa

15%

Cocina

6%

Preparar alimentos

5%

Otros

4%

Fuente: CESPT “Consumo de http://www.cespt.gob.mx/cultura/consumo.htm

2

Agua”

en

Fuente: Comisión Estatal de Servicios Públicos de Tijuana (CESPT) “Consumo de Agua” http://www.cespt.gob.mx/cultura/consumo.htm PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

en

6

Consumo doméstico de agua Cocina 6%

Preparar alimentos 5% Otros 4%

Lavar Ropa 15%

Baño 40%

Regadera 30%

Fuente: Elaboración propia con datos de CESPT

3

Contaminantes generados.

• • • •

En México, por medio del alcantarillado en 2003, se recolectaban 205 m3/seg de aguas residuales provenientes de los centros urbanos, de los cuales 31.5% recibe tratamiento, mientras que la industria genera 258 m3/seg, de acuerdo con lo dispuesto por la Semarnat3. En México, solamente el 20% del agua recibe tratamiento, por tanto una inmensa cantidad de agua contaminada se vierte a ríos, lagos o lagunas y zonas costeras sin ningún tratamiento previo. Los dos parámetros que permiten evaluar la calidad del agua son la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) y la Demanda Química de Oxígeno (DQO). Las regiones administrativas que presentan los porcentajes de estaciones con mayor contaminación por Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) son: el Valle de México y Sistema Cutzamala (32%), Golfo Centro (10.8%) y Balsas (5.1%).

A nivel nacional, 5.3% de las estaciones de monitoreo aparece con fuerte contaminación; 14.3% está contaminada; 15.7% tiene calidad aceptable, 12.9% buena calidad y 51.8% excelente calidad. Por Demanda Química de Oxígeno (DQO), sólo dos regiones administrativas registraron fuerte contaminación, siendo éstas: el Valle de México y Sistema Cutzamala con 62.5% y la Región Balsas con 21.5 por ciento. El nivel de contaminada se presenta en 4 regiones: Península de Baja California (56.3%), Balsas (35.7%), Lerma-Santiago-Pacífico (35.6%) y Pacífico Norte (28.6%).

3

INEGI “Estadísticas a propósito del Día Nacional del Agua”; México 2006

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

7

Las aguas residuales generadas en los centros urbanos contienen 2.17 millones de toneladas de DBO5 en el año 2003; de éstas, 1.73 millones de toneladas se recolectan en el drenaje municipal y sólo 0.51 millones de toneladas son removidas en los sistemas de tratamiento. La industria generó una carga contaminante de 9.5 millones de toneladas de DBO5, de las cuales sólo 1.01 millones de toneladas son removidas en los sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales. Baño: Orgánicos, Jabones. Lavadora: Suciedad, Grasas, Jabones. WC: Orgánico El agua suministrada por el gobierno es por ley agua declarada apta para el consumo humano. En nuestra sociedad, consumimos esta agua en cantidades que rondan los 150-250 litros por persona y día. De esta cantidad, una pequeña parte es destinada realmente al consumo humano, pero ésta no suele ser superior a los 10-15 litros, es decir, menos del 10%. El resto se emplea para distintas actividades como lavar, regar, duchas, etc. Apta para el consumo humano significa que el agua nos llega exenta de contaminantes, o al menos que su contenido es tan pequeño que no puede afectar de forma significativa a la salud humana en caso de ingerirlos. Estos contaminantes, de forma genérica, los podemos clasificar en dos tipos: Contaminantes microbiológicos, es decir microorganismos patógenos para el ser humano. Para ello se añade al agua un biocida en cantidades suficientes para destruir los posibles gérmenes que llevara el agua antes de su tratamiento y se deja una parte de este biocida como forma de preservar el agua durante su transporte hasta los edificios donde vaya a ser finalmente empleada. Habitualmente se emplea cloro en las plantas potabilizadoras y ozono en el agua envasada. Contaminantes químicos, es decir sustancias que pudiera haber en el agua, tales como ciertas sales minerales (nitratos, nitritos, arsénico, mercurio, etc.), pesticidas diversos (herbicidas, insecticidas, etc.), elementos radioactivos (cesio, estroncio, etc.), compuestos orgánicos (disolventes, derivados del benceno, tolueno, etc.) y muchos más generados por la actividad humana desde medicamentos hasta abonos. Algunas de estas sustancias pueden producir afectación en la salud a concentraciones muy bajas que oscilan desde unos pocos miligramos por litro hasta algunos nanogramos por litro. Su efecto tóxico puede ser inmediato, como el caso de algunos metales pesados o bien mostrarse al cabo de mucho tiempo como con los disruptores hormonales. Volviendo al agua que llega a las viviendas procedente de las plantas potabilizadoras, podríamos estimar aproximadamente que otro 60% se emplea para distintas aplicaciones como podrían ser limpieza doméstica, aseo personal, riego en general, etc. De forma mayoritaria este agua no precisaría estrictamente que fuera apta para el consumo humano excepto en el delicado caso del aseo personal, en que parte de este agua (especialmente en el caso de los niños) podría ingerirse accidentalmente. De cualquier forma un agua “razonablemente” limpia, podría ser empleada para limpieza y riego sin precisar de una previa potabilización. En general a este tipo de aguas, sin contaminación fecal, se les suele denominar aguas grises. Por último, cerca del 20-30% del agua que entra en una vivienda se suele emplear en inodoros para la eliminación de orina y heces. Esta agua es la que lleva un alto grado de contaminación bacteriológica, siendo patológica para el ser humano. Solemos llamar a estas aguas, aguas negras. Habitualmente en las viviendas el 100% del agua que entra en ellas, agua apta para el consumo humano, acaba convirtiéndose en prácticamente su totalidad en aguas negras sin reutilización en ninguno de los procesos intermedios. Lo ideal es que podría proveerse dos calidades distintas de agua, una apta para el consumo humano y otra para inodoros, lavar, regar, etc. Esto implicaría que solo una pequeña parte del agua a suministrar incurriera en el alto coste que supone el tratamiento de potabilización. Como contrapartida esta duplicidad de aguas conllevaría un estricto control para evitar la posible mezcla o confusión entre ambas. Este concepto de separatividad, se está debatiendo profusamente en nuestros días para evaluar sus ventajas e inconvenientes. Son bastantes las partes implicadas y el proceso puede ser lento, aunque no dudamos que a la larga será una realidad. Es algo similar a lo que sucede en muchas de nuestras poblaciones, en las que el riego y la limpieza se realizan con agua sin potabilizar. Este proceso se ha extendido ya hace años y aunque tiene ciertos paralelismos con el agua en las viviendas, a nadie se le escapa que es mucho más sencilla su implementación. PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

8

Volviendo al presente en el que esta separatividad es inexistente y seguimos recibiendo suministro de agua de una sola calidad, agua apta para el consumo humano, una iniciativa menos colectiva pero más real viene practicándose en algunos municipios: la reutilización de las aguas procedentes de duchas, bañeras y lavamanos para ser empleadas en lavadoras, cisternas de inodoro y en algunos casos incluso para otras limpiezas domésticas. Vamos a analizar algunas características de esta reutilización.

Pero para cada uso del agua existen distintas necesidades, tenemos así tres posibilidades:

•

•

•

Para el agua sanitaria existen, los sistemas anti-cal. Bien para eliminar la cal del agua (descalcificadores), o bien para que ésta sea menos incrustante (sistemas antiincrustantes). Acondicionan toda el agua que precisamos para nuestro uso sanitario (habitualmente entre 150 y 200 litros por persona y día). Se conectan inmediatamente después de la llave general de entrada de agua en la casa. Para el agua de consumo, se eliminan los contaminantes del agua destinada exclusivamente para beber, cocinar y lavar los alimentos (habitualmente entre 3 y 5 litros por persona y día). Con distintas sistemas se consigue agua de diversos grados de calidad, obteniendo con las dos primeras tecnologías agua de pureza generalmente igual o superior a la de las aguas envasadas. Básicamente existen tres tecnologías: depuración al vapor o destilación, ósmosis inversa y filtros de carbón activo. Para el agua de la ducha, existen unos filtros de carbón activo especiales, con substancias que impiden la proliferación bacteriana. Estos filtros evitan los vapores de cloro y otros gases volátiles, impidiendo así su efecto sobre la piel, los pulmones y a menudo sobre nuestro maltratado sentido del olfato.

3.1 Depuración del agua4 •

•

•

Los filtros de carbón activo pueden ir instalados debajo de la fregadera o bien directamente sobre la encimera. En el primer caso en la conexión debajo de la fregadera, entre la salida de agua de la pared y el latiguillo del agua fría del grifo habitual, se intercala una doble llave que le permite conectar mediante un pequeño tubo de goma la entrada del filtro de carbón. La salida del cartucho se conecta mediante otro tubo al grifo supletorio que se instala al lado del principal. El manejo entonces es sumamente fácil pues sólo hay que abrir el grifo supletorio para obtener agua depurada. En el caso de instalar el filtro sobre la encimera, éste va provisto de un grifo supletorio que se encara a la fregadera. La toma de agua se hace mediante un tubo fino que acaba en un adaptador con rosca a la boca del grifo principal. Este adaptador permite el paso del agua directamente como antes, o bien hacerla circular por el filtro para que salga por el grifo supletorio. También en este caso el manejo es muy sencillo, pues basta con abrir el grifo del agua y accionar el mando del adaptador. Los sistemas de ósmosis inversa van conectados a la red de la misma manera que la descrita en los filtros de carbón bajo la fregadera. Disponen también del grifo auxiliar para la salida de agua depurada. La única diferencia es que del equipo de ósmosis sale un pequeño tubo de desagüe que debe conectarse al desagüe principal (esta tecnología implica el vertido de carga de 5 litros de agua por cada litro de agua depurada). El manejo consiste por tanto, en accionar el grifo supletorio para obtener el agua pura. La tecnología de depuración al vapor tiene a su vez dos variantes.

Los sistemas semiautomáticos consisten en dos jarras dentro de un pequeño electrodoméstico. Una de ellas se llena manualmente de agua del grifo (habitualmente unos 4 litros). Se introduce en el equipo una vez tapada y se pulsa el botón de puesta en marcha. Al cabo de un tiempo el agua se ha calentado y evaporado dejando atrás los contaminantes. Al enfriarse nuevamente, el vapor puro se condensa en la segunda jarra, ofreciéndonos agua purísima a nuestra disposición. Por ello, no precisa de instalación alguna, sólo la cercanía de un enchufe. Los sistemas automáticos, cogen el agua de la red mediante un tubo similar al de los filtros de carbón y ósmosis. Depuran el agua y la almacenan en un depósito con grifo.

4

http://www.h2opoint.com/info_beber.html

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

9

3.2 Índice de calidad del agua

a) oxigeno disuelto b) coniformes fecales c) ph d) demanda bioquímica de oxigeno a los cinco días e) contenido de nitrógeno en nitratos f) contenido de fósforo en fosfatos g) temperatura h) turbidez i) sólidos totales

Agua Calidad del agua en estaciones de medición de agua superficial, 1998

Nota: Los porcentajes se refieren al número de estaciones que se ubican en cada una de las categorías de calidad del agua. La red de medición de la calidad del agua en cuerpos de agua superficiales incluye 393 estaciones en 225 ríos, 81 estaciones en 62 lagos y presas, 26 estaciones en 13 santuarios o sitios costeros y 15 estaciones en 15 sitios de descarga de aguas residuales. Fuente: Semarnap, Comisión Nacional del Agua, 1999.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

10

Agua Población con agua potable, 1990-1998

Localidades rurales: Con Localidades urbanas: Con 2 500 habitantes o más.

menos

de

2

500

habitantes.

Fuente: Comisión Nacional del Agua, Situación del subsector agua potable, alcantarillado y saneamiento, a diciembre de 1998, México, 1999.

4

Aguas grises

Las aguas grises son las aguas ligeramente sucias provenientes de la bañera, el lavabo y la lavadora. La reutilización de estas aguas, dentro de un hogar, consigue disminuir el gasto en agua potable, así como reducir el vertido de aguas residuales. Las aguas grises pueden emplearse para usos que no requieren agua potable: la cisterna del inodoro, el riego de jardines o la limpieza de recintos. En el contexto del evento desarrollado para alcanzar los objetivos de desarrollo del Milenio y el plan de implementación de Johannesburgo, son necesarios nuevos conceptos integrales de saneamiento y reaprovechamiento de sistemas ecológicos de ciclo cerrado. El presente trabajo de investigación se centra en aprovechar los productos de la ducha y usar en el saneamiento de los sanitarios de nuestras casas.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

11

5

Metodologías de recuperación de aguas de uso domésticos

A.- De España España necesita unos 37.000 hm3/año de recursos hídricos. Teniendo en cuenta que el agua es un recurso escaso en este país, sobre todo en verano Actualmente empiezan a aparecer en el mercado instalaciones para reutilizar las aguas grises. Estas instalaciones constan de unos depósitos que recolectan las aguas de la ducha y de los grifos del lavabo de nuestro hogar, donde llevan a cabo un tratamiento de depuración. Gracias a la depuración, el agua se puede reutilizar no sólo para alimentar las cisternas de los inodoros, ya que también sirven para el riego del jardín o la limpieza de los exteriores. Estos sistemas ayudan a ahorrar entre un 30 y un 45 % de agua potable. Un equipo de reutilización de aguas grises se instala en los sótanos o la buhardilla, con los correspondientes bidones que recolectarán y tratarán las aguas. También se instalarán las tuberías que se precisen para recolectar el agua de la ducha y el lavabo, que conducirán el agua a tratar y, por otro lado, las tuberías que llevarán el agua tratada hacia las cisternas del wc y a una boca de riego si es necesaria.

Consumo de agua SIN sistema de reutilización de aguas grises en un año

Costo

Consumo de agua CON sistema de recirculación de aguas grises en un año

Costo

Una persona

54.750 litros

38,32 euros

30.112,5 litros

21,08 euros

Familia de 4 personas

219.000 litros

153,30 euros

120.450 litros

84,32 euros

AHORRO TOTAL EN UN AÑO:

Para una persona: 17,24 euros Para una familia de 4 personas: 68,98 euros

AHORRO GLOBAL EN 17 AÑOS:

Para una familia de 4 personas: 5 euros*

* La instalación de un sistema de reutilización de aguas grises para una familia de 4 personas tiene un coste aproximado de 1.170 euros, que se amortiza en un período aproximado de 17 años. B.- Doble circuito En primer lugar, las aguas procedentes de duchas, bañeras y lavamanos, son aguas habitualmente muy limpias y que suelen representar cerca de 40% del total del agua consumida en una casa. Actualmente al haber un solo circuito de desagües, estas se mezclan con las aguas negras procedentes de inodoros. Supongamos un edificio de viviendas en las que este tipo de aguas fuera recogido por un circuito independiente de desagüe y almacenadas en la parte más baja del edificio. En este lugar y con un mínimo tratamiento, podrían volver a ser bombeadas hacia cada una de las viviendas a través de una instalación (independiente de la del agua apta para consumo humano), que suministraría este agua a las cisternas del inodoro y lavadora a costo cero para sus habitantes. En caso de así desearse, podría también suministrar agua a un grifo especial para toma de agua de limpieza de suelos o espacios susceptibles de poder aprovechar esta agua. Esta decisión implica el doble circuito de desagües y suministro en el interior del edificio, convenientemente señalizado para evitar posibles confusiones. Prácticamente la totalidad de estas instalaciones serían reaprovechables en el hipotético caso de una futura separatividad de aguas suministradas por las compañías potabilizadoras. Este tipo de proyecto es mucho más viable a corto plazo que el suministro de dos redes de agua independientes, al depender casi exclusivamente de la propiedad del edificio y no suponer implicaciones sanitarias más generales. Por ello está siendo recomendado por muchos municipios y en algunos de ellos reglamentado en sus ordenanzas, como de obligado cumplimiento en algunas nuevas edificaciones. Las primeras ordenanzas en este sentido implican la obligatoriedad en edificios a partir de un cierto número de viviendas u otros parámetros, no concediéndose los preceptivos permisos de obras si en el proyecto no se incluye el sistema de reutilización de aguas. PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

12

C Cisternas Los sistemas de reutilización de aguas grises consisten en la recogida de las aguas procedentes de lavadoras, bañeras y duchas, para, una vez filtradas y desinfectadas, alimentar las cisternas de los inodoros. Sistemas de Reutilización de aguas grises para Viviendas Unifamiliares (Modelos V-300 y V-500). Recogida de las aguas procedentes de duchas y bañeras para su reutilización en las cisternas de los inodoros. Se consigue un ahorro de entre el 35 y el 45% del consumo habitual (es necesario tener en cuenta la estructura de la unidad familiar). Para su instalación es necesaria una preinstalación que consiste en la canalización de las aguas de duchas y bañeras hasta el depósito acumulador. De éste ha de salir un montante con las derivaciones pertinentes a las cisternas de los inodoros.

Esquema de la Preinstalación y de la Instalación. El agua consumida por duchas y bañeras es canalizada hasta el depósito acumulador de aguas grises situado en el lugar más idóneo de la casa (preferiblemente en el sótano).

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

13

D) Aljibes.

•

Reciclaje aguas grises

E) Membranas En Islas canarias, España, durante el mes de enero 2006 técnicos del Instituto técnico de las canarias han puesto en marcha dos unidades a escala piloto de tecnologías de membranas (ultra filtración por membranas sumergidas y birreactor de membranas planas) en un hotel de la cadena LOPESAN, en el sur de Gran Canaria. Durante el mes de enero, técnicos del ITC han puesto en marcha dos unidades a escala piloto de tecnologías de membranas: ultra filtración por membranas sumergidas y birreactor de membranas planas, en un hotel de la cadena LOPESAN en el sur de Gran Canaria. Este Hotel dispone de una red de recogida de aguas grises independiente de la red de aguas negras y cuenta con un sistema de depuración de sus aguas grises consistente en un filtro percolador aireado, cuyo efluente se aporta a las aguas de riego de los jardines. F) Caso Jordania Uno de los 10 países con mayor carencia de agua en el mundo Cambio de actitud en el consumo de agua. Pasa de un bien gratuito, ahora se acepta que posee un enorme valor económico Es un país con déficit de agua, pues se consume mas agua de la que se puede reponer por lluvia u otras fuentes naturales. Actualmente toda la población solo dispone de agua una o dos veces por semana y no es gratuita. Para 2015 el 80 % de la población vivirá en zonas urbanas El proyecto: El concepto de reutilización del agua de los hogares en el riego era una nueva área de investigación dentro de la agricultura urbana. las técnicas de reutilización de aguas residuales desarrolladas en este proyecto pueden reducir sustancialmente el uso de agua potable en las huertas y ayudar a elevar la producción de alimentos para los sectores pobres. Pero advierte que es fundamental asegurar que la reutilización de aguas residuales sea tanto libre de riesgos como socialmente aceptable. La investigación cumple con estos requisitos cuando llevaron adelante un proyecto piloto en Tafila, al sur de Amman. Después de evaluar varias tecnologías de bajo costo, se inclinaron por un sistema que utiliza barriles de plástico de 160 litros. Otras partes del sistema también eran accesibles fácilmente y sin costo en la zona. “Probamos distintas ideas y siempre teníamos en consideración el costo del sistema, porque estábamos tratando con sectores pobres de la población, que disponen de recursos financieros muy limitados”, explica Bino12.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

14

El sistema desarrollado por el equipo fue probado en dos docenas de hogares en Tafila. Se trata básicamente de un sistema de reciclado sencillo que permitía que el agua de uso doméstico, excluyendo la del inodoro, fuera utilizada sin riesgos en las huertas familiares. Esto requería unas pequeñas modificaciones en la cañería de la casa, para desviar el agua de la cocina y el baño y hacerla pasar por un filtro, en lugar de dejarla escapar por el desagüe hacia el sistema séptico. 5 “Una

clave del éxito del proyecto piloto y la expansión posterior del reciclado de aguas grises fue la participación de organizaciones no gubernamentales (ONG). El equipo de investigación incluyó a una ONG local como uno de los socios principales del proyecto piloto. Sus miembros recibieron capacitación en conservación del agua, así como en técnicas de separación y tratamiento de aguas grises. La ONG ayudó a organizar talleres de capacitación en mantenimiento de sistemas y técnicas de irrigación. Se elaboró y publicó en idioma árabe un manual sobre tratamiento y reutilización de aguas grises, para utilizarlo en reuniones y talleres. Hubo cierta resistencia inicial a la idea de usar aguas grises, tanto entre los residentes como en las autoridades locales. Algunos eran escépticos y no creían que el sistema pudiera funcionar o temían que fuera demasiado costoso y difícil de mantener. Otros se preocupaban por los olores y los mosquitos. Pero una vez que el sistema pasó la prueba, la comunidad expresó rápidamente su entusiasmo”.

5 http://www.idrc.ca/en/ev-95757-201-1-DO_TOPIC.html

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

15

6

Prototipo y planos.

Incluimos datos comparativos sobre consumo de agua

Datos de entrada Familia Tipo Consumo por persona regadera Consumo persona wc (6 litros) Consumo familia tipo mes Costo metro cúbico (mc) Costo al mes de agua

4 personas / día 50 a 200 litros 48 a 192 litros 15 mc $12.73 $190.95

Datos de Salida esperados Consumo de agua en (mc.) por familia tipo al mes actual propuesto Ahorro 15 mc. 9 mc. 6 mc. Costo mensual de agua en pesos mexicanos Ahorro actual propuesto mes año $190.95 $114.57 $76.38 $916.56

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

16

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

17

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

18

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

19

7 Plan de Negocios

Para establecer una base sólida que permita garantizar el impacto de este proyecto, se propone el establecimiento de una empresa que sea innovadora, proporcione productos de fácil uso para cuidar el medio ambiente, elaborados con calidad y tecnología propia y adecuada para la población consistente del cuidado de los recursos naturales, preocupada por el cuidado de la vida, la salud y la naturaleza, con alto crecimiento que proporcione calidad y confiabilidad al cliente, empleados, proveedores y a la sociedad en general. Ante la inminente escasez de agua a nivel global y específicamente en México, nos proponemos ofrecer la posibilidad de reducir el consumo de agua potable a nivel domestico, y con ello al impacto ambiental inherente a ello, ofreciendo la oportunidad de reutilizar el agua casi limpia que resulta desperdiciada en la regadera para el enjuague de la tasa de baño. Las ventajas competitivas con las que contaremos serán, entre otras, ser innovadores, tener un producto de fácil instalación y mantenimiento, seguro, de alta durabilidad, que genera un ahorro al reducir el consumo de agua. A estas ventajas le podemos añadir distingos competitivos como estar preocupados por el medio ambiente, enfocados al cliente, y nos proponemos proporcionar una alta calidad en el servicio al cliente. “El de mercado identificado para esta empresa estaría compuesto por 2’103,7524 viviendas particulares dentro del Distrito Federal, y el número de clientes potenciales es de 755’321 viviendas, que corresponden al 35.90% de viviendas en esta entidad que cuentan con agua potable, alcantarillado y energía eléctrica”6. En el primer año se tiene planeado cubrir el 11% del total de la demanda potencial (755321 X 11% = 83,085 unidades). El consumo unitario aparente por cliente es de una pieza ya que el producto es duradero y sólo se compraría inicialmente. El consumo mensual aparente del mercado será una parte proporcional del mismo (83085 / 12 = 6924 unidades mensuales), ya que no contamos con datos que nos permitan aseverar una variación por temporada en las ventas. La demanda potencial proyectada del producto es la siguiente: A corto plazo (1 año) – crecimiento de 11% 755,321 X 1.11% = 838,406 unidades A mediano plazo (3 años) – crecimiento de 30% 755,321 X 1.30% = 981,917 unidades Se practicó un sondeo de mercado, compuesto por una muestra de 100 elementos, aplicada en cuestionarios individuales directamente en casas y departamentos en las delegaciones Iztapalapa, Iztacalco y Venustiano Carranza. Se obtuvieron los siguientes resultados: •

El producto tendrá que vencer una ligera resistencia inicial, debido al desconocimiento del público en general de las posibilidades de volver a utiliza el agua gris.

•

El producto una vez terminada esta primera fase recibirá un apoyo grande de parte de los usuarios finales.

•

El producto no debe enfocarse solo a amas de casa, sino también a varones responsables del cuidado del hogar.

•

Las dimensiones que mayormente se presentaron en la muestra fue de 2.5 por 2.0 metros, por lo que nuestro producto deberá ser de dimensiones adecuadas a ese tipo de baños.

•

El producto deberá ser de un color que combine con blanco, azul y Beige, mayormente.

Respecto a la distribución adecuada para el producto, debido a las características especiales que presenta lo más indicado es colocarlo a través de consumidores industriales pequeños y medianos.

6

INEGI, “XII CGPV 2000. Tabulados básicos. Estados Unidos Mexicanos. Viviendas particulares habitadas por municipio y material predominante en pisos y paredes, y su distribución según material predominante en techos” Aguascalientes, 2001 PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

20

8.1 Características generales de la tecnología Características del equipo a emplear En el proceso productivo que emplearemos, necesitaremos del siguiente equipo: - Dos rotomoldeadoras de tres brazos, con las siguientes características: •

Velocidad de funcionamiento: 18 revoluciones por minuto (rpm).

•

Temperatura de trabajo: 260ºC - 370 ºC.

•

Permite fabricar piezas de hasta 500,000 cm3.

•

Excelente acabado superficial.

•

Uso de energía eléctrica: 750 kV / hr

- Una tarraja automática. - Una dobladora mecánica de tubo. - Dos ráuters con plantilla. - Una cortadora de tubo. Instalaciones •

Almacén de Materia Prima

•

Almacén de Producto en Proceso

•

Almacén de Productos Terminados.

•

Área de Rotomoldeo.

•

Área de Terminado de Tanques.

•

Área de corte y doblado de tubos.

•

Área de armado de sistemas electrónicos.

•

Área de Armado de Producto Terminado.

•

Oficinas.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

21

Estas instalaciones se establecerán en la planta de acuerdo al siguiente diagrama de planta modelo:

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

22

8.2 Materia Prima

Materia Prima

Cantidad necesaria por unidad

Plástico en polvo

2 Kg.

Cortina

2 piezas

Cople 1”

2 piezas

T 1”

2 piezas

Control electrónico

1 pieza

LoU-98 Válvula electrónica VA-36d

1 pieza

Bomba para agua

1 pieza

0.2 HP Manguera de Plástico

1m

Tubo 1 “

2.60 m

8.3 Capacidad instalada La capacidad instalada de la empresa se determina como sigue:

Periodo

Capacidad de producción

1 turno

144 sistemas de recuperación

1 día (2 turnos)

288 sistemas de recuperación

1 semana

1440 sistemas de recuperación

1 mes

8640 sistemas de recuperación

1 año

86400 sistemas de recuperación

8.4 Mano de obra La mano de obra requerida es la siguiente: •

10 operarios de producción, cinco en cada turno. Cada uno deberá conocer sobre operación de máquinas de Rotomoldeo, supervisar sus propios procesos de producción, contar con destreza en la operación de maquinaria de Rotomoldeo, deberá ser hábil en la detección en problemas de mantenimiento previo y correctivo, y ser hábil en la optimización de los recursos a su cargo. Se encargará de la operación de la maquinaria, la preparación y acabados de los productos que se elaboren Operaciones continuas. También verificará el buen funcionamiento de la maquinaria al final de la jornada diaria y la ajustará eventualmente.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

23

El resto del personal que la empresa utilizará en sus operaciones está detallado en el siguiente organigrama: •

Gerente de Producción. Organizará, dirigirá y controlará las actividades de producción, mediante el ordenamiento y programación de la producción y las cargas de trabajo del día, tomará las decisiones de carácter específico para el área de producción, supervisará la actuación de los operarios por medio de la revisión de controles y personalmente, informará adecuadamente del desempeño del departamento productivo al administrador general.

8.5 Contabilidad y Finanzas La contabilidad la llevará a cabo el Gerente de Finanzas, y recibirá ayuda y asesoría de un contador titulado externo, que autorizará la contabilidad y la auditará. El capital inicial requerido de la empresa es de $8 199,905.00

Se calcula que las actividades de la empresa tendrán los siguientes costos: 8.6 Costos de Recursos Humanos: Primer año de operación Tabla de Sueldos y Salarios Anuales Puesto Sueldo

Administrador General $

Gerente de Finanzas

75,000.00

Personas en el Puesto

$

Gerente de Producción

66,000.00

1

$

Gerente de Ventas

66,000.00

1

$

57,000.00

1

Operario $ 48,000.00

2

10

Sueldo a pagar

$

75,000.00

$

66,000.00

$

66,000.00

$

114,000.00

$480,000.00

Prestaciones unitarias

$

24,000.00

$

24,000.00

$

24,000.00

$

24,000.00

$ 18,000.00

Total de prestaciones

$

24,000.00

$

48,000.00

$

48,000.00

$

48,000.00

$180,000.00

Sueldos totales

$

99,000.00

$

114,000.00

$

114,000.00

$

162,000.00

$660,000.00

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

24

8.7 Costos Adyacentes Prorrateo de Gastos Gastos mensuales generales

Agua

$ 2,000.00

Luz

$ 9,000.00

Teléfono

$ 3,000.00

Gas

$ 5,000.00

Renta

$ 30,000.00

Limpieza

$ 3,000.00

Papelería

$ 4,000.00

Gastos de Administración 20% $ 400.00 20% $ 1,800.00 30% $ 900.00 10% $ 500.00 20% $ 6,000.00 10% $ 300.00 40% $ 1,600.00

Publicidad

$ 30,000.00

$

Total

-

Otros

$ 2,000.00

$

Transportación Total IVA Total Total Neto

$ 15,000.00

$

$103,000.00

$ 12,100.00

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

600.00 -

Gastos de Venta 20% $ 400.00 10% $ 900.00 50% $ 1,500.00 10% $ 500.00 10% $ 3,000.00 10% $ 300.00 40% $ 1,600.00 100% $30,000.00 30% 40% $ 800.00 100% $15,000.00 $54,000.00

Gastos indirectos de Producción 60% $ 1,200.00 70% $ 6,300.00 20% $ 600.00 80% $ 4,000.00 70% $ 21,000.00 80% $ 2,400.00 20% $ 800.00 $

-

IVA $

300.00

$ 1,350.00 $

450.00

$

750.00

$ 4,500.00 $

450.00

$

600.00

$ 4,500.00 30%

$ $

600.00 -

$ 36,900.00

$

300.00

$ 2,250.00 $ 15,450.00 $103,000.00 $118,450.00

25

8.8 Costos de Instalación y Adecuación Activo Rotomoldeadora LOUSA Rotomoldeadora LOUSA 1 Ráuter Ráuter Plantilla Plantilla Dobladora Dobladora Cortadora de tubo Anaqueles Tarimas Mesas de trabajo Mobiliario y Equipo de Oficina Equipo de Cómputo

Costo $1,495,000.00 $1,498,000.00 $ 3,500.00 $ 3,500.00 $ 1,200.00 $ 1,200.00 $ 1,700.00 $ 1,700.00 $ 600.00 $ 4,000.00 $ 6,000.00 $ 7,000.00 $ 30,000.00 $ 30,000.00

Instalación $30,000.00 $25,000.00 $ 60.00 $ 60.00 $ 60.00 $ 60.00 $ 300.00 $ 300.00 $ 120.00 $ 500.00 $ 300.00 $ 200.00 $ 2,000.00 $ 200.00

Adecuación $10,000.00 $12,000.00 $ 50.00 $ 50.00 $ 20.00 $ 20.00 $ 40.00 $ 40.00 $ 40.00 $ 20.00 $ 50.00 $ 200.00 $ 500.00 $ 200.00

Costo Total $1,535,000.00 $1,535,000.00 $ 3,610.00 $ 3,610.00 $ 1,280.00 $ 1,280.00 $ 2,040.00 $ 2,040.00 $ 760.00 $ 4,520.00 $ 6,350.00 $ 7,400.00 $ 32,500.00 $ 30,400.00

8.9 balance general pro forma, correspondiente al primer año de actividades.

Estado de Resultados Proforma Primer año de Operación

menos

menos

menos

Ventas

$75,606,440.00

100%

Costo de Ventas

$39,775,972.09

53%

Utilidad Bruta

$35,830,467.91

47%

Gastos de Operación

$ 1,216,200.00

2%

Gastos de Administración

$382,200.00

0%

Gastos de Venta

$834,000.00

0%

Utilidad de Operación

$34,614,267.91

46%

Utilidad antes de Impuestos

$34,614,267.91

46%

40% $13,845,707.16

18%

$20,768,560.75

27%

Impuestos Utilidad Neta

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

26

Balance General Proforma Primer año de Operación Activo

Pasivo

Circulante

Circulante

Caja

$38,600,357.25

Proveedores

$ 3,237,525.25

Clientes

$ 5,292,560.00

Impuestos por pagar

$14,575,057.26

Inventario

$

Suma circulante

$43,892,917.25 Suma Pasivo

$17,812,582.51

-

Fijo Maquinaria y Equipo

$3,102,890.00

Depreciación acumulada

$ 310,289.00

Mobiliario y Equipo de Oficina

$

32,500.00

Depreciación acumulada

$

3,250.00

Equipo de Cómputo

$

30,400.00

Depreciación acumulada

$

9,120.00

Suma Fijo

Capital

$ 2,792,601.00

$

$

29,250.00

Capital Social

$ 8,199,904.99

Utilidad del Ejercicio

$20,768,560.75

Suma Capital

$28,968,465.74

Total pasivo más capital

$46,781,048.25

21,280.00

$ 2,843,131.00

Diferido Gastos de Instalación

$

50,000.00

$

45,000.00

Amortización Acumulada

$

5,000.00

Suma Diferido

$

45,000.00

Total Activo

$46,781,048.25

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

27

8.10 Evaluación Financiera La evaluación financiera fue realizada conforme a las cifras anteriormente presentadas. De ellas de determinó lo siguiente: El punto de equilibrio de la empresa (el punto de ventas mínimo a lograr para recuperar los costos del producto) son 203 piezas, ó $184,730.00. La Tasa Interna de Retorno de la empresa es de 50.91%

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

28

Conclusiones El desarrollo de éste proyecto permitió poner a la disposición de la sociedad en general un dispositivo económico, fácil de instalar y de dar mantenimiento, y de fácil reproducibilidad que permite aprovechar las aguas de la ducha y ser reutilizadas en los sanitarios (WC).con lo que se podría ahorrar hasta un 40% del agua potable para consumo humano que se utiliza en un hogar. El proyecto fue diseñado para que con las instalaciones actuales de nuestras casas, pueda adaptarse el dispositivo. Se suma a los resultados el registro para obtener la patente y un plan de negocios que suma los esfuerzos científicos, de protección intelectual y la comercialización del producto. La creación del ente tomo como base experiencias de México y otros países, creemos que es un avance en el ahorro de agua potable para consumo humano y es una de las herramientas de las estrategias mundiales para racionalizar el consumo del agua, cada vez mas escasa, y que debe apoyarse con una mayor concientización a la sociedad. Como resultado se podrá proponer a instancias gubernamentales tales como CONAGUA (Comisión Nacional del Agua), SEMARNAP (Secretaria del Medio Ambiente) para que actúen en consecuencia sin menoscabo de que interesados como Constructoras de casas o compañías industrializadotas de elementos para baños puedan aprovechar este recurso ecológico.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

29

ANEXOS Se presenta el documento registro ante Derechos de Autor para trámite de patentes y modelos de utilidad realizada en el mes de enero 2007 Anexo 1.- registro de patentes documento IMPI

BIBLIOGRAFÍA Hojas Web al 3 de octubre 2006 http://www.imacmexico.org/file_download.php?location=S_U&filename=11420585031Aguas_grises.pdf http://www.soliclima.com/reciclaje_aguas.html http://www.terra.org/html/s/ecologia/dinero/ahorro/ahorro14.html http://www.h2opoint.com/grises.html http://www.agua-dulce.org/htm/tecnologias/list_tecnologias.asp?Id=7 http://www.recuperacionaguas.com/ http://www.camisea.com.pe/esp/Procedimientos/Aguas%20Grises%20y%20Negras.pdf http://www.ecodes.org/agua/dos51.html http://www.itccanarias.org/prensa-itc/boletin/articulo.php?id=839 http://www.gtz.de/ecosan/download/sida-ecosan-es.pdf http://www.idrc.ca/en/ev-95757-201-1-DO_TOPIC.html http://www.gtz-ambiental.org/agual.htm

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

30

ANEXO I

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

31

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

32

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

33

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

34

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

35

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

36

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

37

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

38

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

39

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

40

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

41

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

42

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

43

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

44

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

45

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 20060184

46