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  • 1. MEMORIAS DE CLCULO

    1.1 PARMETROS DE DISEO

    1.1.1 Caudal de Diseo. Para determinar el caudal, de acuerdo con la Gua Ambiental de Formulacin de Planes de Pretratamiento de Efluentes Industriales, del Ministerio del Medio Ambiente; se recomienda realizar un tratamiento por separado de aguas residuales domsticas y de aguas residuales industriales. Sin embargo, por estudios desarrollados en diferentes plantas de sacrificio del pas, se establece que el consumo domstico comparado con el consumo en los procesos de matanza es despreciable, al igual que la carga por DBO. Por lo tanto, no se tiene en cuenta para este diseo.

    Consumo por animal. Teniendo en cuenta las caractersticas de los efluentes industriales de mataderos presentadas en la Gua Ambiental de Formulacin de Planes de Pretratamiento de Efluentes Industriales, del Ministerio del Medio Ambiente; se concluye que para la operacin de plantas de sacrificio de ganado en Colombia, en mataderos con consumo controlado de agua se reportan valores de 2500 L / 1000 Kg de Peso de animal Vivo (P.V).

    De lo anterior, se tiene que asumiendo un peso promedio de 400 Kg para bovinos y de 100 Kg para porcinos, los consumos por animal sern: C = Consumo por Kg. P.V. 2500 L / 1000 Kg P.V Pb = Peso Bovino 400 Kg Pp = Peso Porcino 100 Kg

    Consumo por Bovino (Cb):

    Consumo por Porcino (Cp):

    Los valores de consumo de agua obtenidos, se encuentran dentro del decreto 2278 de

    1982, artculo 107, del Ministerio de Salud.1

    1 Artculo 107. La cantidad de agua disponible, incluyendo la necesaria para el aseo del edificio, no ser inferior a: - 500 a 1000 litros de agua por cada bovino o equino que se sacrifique.

  • Porcentajes del Consumo Total para Bovinos. El 68% del consumo de agua se utiliza para el proceso (lavado de vsceras, panzas, lenguas, patas y lavado de la res en el winche), el 12% en el lavado de pisos y el 20% en lavado de corrales. Agua utilizada en el Proceso: 680 L / bovino Lavado Pisos: 120 L / bovino Lavado corrales: 200 L / bovino

    El agua utilizada en el proceso es consumida tal como se indica en el cuadro, de la siguiente forma:

    Cuadro 1. Distribucin de usos del agua durante el proceso

    TIPO DE PROCESO % DEL CONSUMO TOTAL CONSUMO (L)

    Lavado vsceras Rojas 8 54,4

    Lavado vsceras Blancas 15 102

    Lavado Res antes del sacrificio 24 163,2

    Limpieza de panzas 10 68

    Limpieza de tripas 10 68

    Lavado cabeza, lengua y cuero 8 54,4

    Lavado en Canal 25 170

    TOTAL 680

    Fuente: esta investigacin.

    Porcentajes del Consumo Total para Porcinos. De los 250 litros de agua consumida en el sacrificio de porcinos, el 20% se destinan en el lavado de corrales, el 60% se consumen en el proceso de matanza y 20% en lavado de pisos y otros. Por lo tanto, el consumo de agua por proceso es el siguiente: Lavado de Corrales: 50 L / porcino Proceso de sacrificio: 150 L / porcino Lavado y otros: 50 L / porcino

    Consumo Diario de Agua.

    Sacrificio de Bovinos.

    N de reses a sacrificar por da (NR) = 60 reses

    Consumo Diario =

    Sacrificio de Porcinos.

    - 250 a 500 litros de agua por cada porcino que se sacrifique.

  • N de porcinos a sacrificar por da (NP) = 40 reses

    Consumo Diario:

    Consumo Total de Agua (CT):

    Teniendo en cuenta que el agua utilizada en los animales no se integrar al producto, la produccin de aguas residuales ser igual a la del consumo. A continuacin, se pueden observar los valores obtenidos: Sacrificio de bovinos = 60 m3/da Sacrificio de porcinos = 10 m3/da Caudal Diario Total = 70 m3/da 1.1.2 Caractersticas de las Aguas Residuales. Las concentraciones contaminantes de las aguas residuales de mataderos y frigorficos, presentan un gran rango de variacin dependiendo de las tcnicas de sacrificio empleadas y del consumo de agua. En la zona de sacrificio, los desperdicios producen una cantidad considerable de materia en suspensin, la sangre tiene mucho nitrgeno y se descompone con facilidad. Por esta razn, los parmetros que determinan el diseo de una Planta de Tratamiento de Agua Residual de este tipo son SST y DBO5. Las caractersticas fisicoqumicas promedio de las aguas residuales en las plantas de sacrificio, se especifican en la Gua Ambiental para las Plantas de Beneficio de Ganado. Los principales se presentan a continuacin: DBO5 (mg/L) = 1.800 4000 SST (mg/L) = 570 3066 Estos valores se aproximan a los presentados en la Gua Ambiental de Formulacin de Planes de Pretratamiento de Efluentes Industriales, del Ministerio del Medio Ambiente:

    Cuadro 2. Caracterizacin de Efluentes Industriales

    TIPO DE INDUSTRIA

    CARACTERSTICAS DE LOS EFLUENTES

    Unidades DBO5 DQO SST A Y G

    (Kg/und) (Kg/und) (Kg/und) (Kg/und)

    Matadero Ton 6,4 - 5,2 2,8

  • Fuente: Gua Ambiental de Formulacin de Planes de Pretratamiento de Efluentes Industriales, del Ministerio del Medio Ambiente. 2002. Pg. 40.

    Para comprender la relacin entre los valores mencionada anteriormente, se realizan los siguientes anlisis para DBO5 y SST:

    Anlisis de concentraciones por bovino:

    Anlisis de concentraciones por porcino2:

    Con base en estos valores, las concentraciones de Slidos Suspendidos y DBO5 asumidos para el diseo de la planta de tratamiento de aguas residuales son: Sacrificio de bovinos Sacrificio de porcinos

    2 El anlisis de concentraciones por porcino, se calcul con base en un peso promedio de 100 Kg.

  • DBO5 (mg/L) = 2560 mg/L DBO5 (mg/L) = 640 mg/L SST (mg/L) = 2080 mg/L SST (mg/L) = 520 mg/L

    Anlisis de Cargas Contaminantes.

    Sacrificio de bovinos Caudal Diario = 60 m3/da DBO5 (mg/L) = 2560 mg/L SST (mg/L) = 2080 mg/L

    Sacrificio de porcinos Caudal Diario = 10 m3/da DBO5 (mg/L) = 640 mg/L SST (mg/L) = 520 mg/L

    El siguiente cuadro resume las cargas contaminantes a tener en cuenta para el diseo:

    Cuadro 3. Resumen de cargas contaminantes

    Agua Residual Caudal DBO5 SST

    (m3/da) (Kg/da) (Kg/da)

    Sacrificio Bovinos 60 153,6 124,8

    Sacrificio Porcinos 10 6,4 5,2

    Total 70 160 130 Fuente: esta investigacin.

  • 1.2 PRETRATAMIENTO O TRATAMIENTO PRELIMINAR Es el tratamiento bsico que se da a los vertimientos con el fin de remover slidos gruesos y objetos que puedan impedir el funcionamiento de bombas y equipos o causar taponamiento en las redes de drenaje internas, o para evitar el deterioro de las estructuras posteriores. Para el caso de mataderos, este material lo compone residuos de lavado de panzas, lavado de corrales, carnazas, entre otros. 1.2.1 Diseo de Canal con Rejillas. El canal recibir el efluente de todas las reas del proceso de matanza: aguas grasas y sanguinolentas.

    Caudal Medio de Diseo.

    Para un da de operacin de 8 horas, se tiene:

    Caudal Mximo Diario. Aplicando un factor de seguridad de 1.2, el caudal es:

    Diseo de la rejilla.

    Espacio entre barras (b) = 1.5 cm Segn la norma RAS 2000, numeral E.4.4.2.3, se recomienda un espaciamiento entre las barras de la rejilla de 15 a 50 mm para rejillas limpiadas manualmente

    Espesor de barra (w) = 1 cm

    Porcentaje de rea de flujo (E)

  • Velocidad asumida entre barras (v)

    De acuerdo con lo establecido en la norma RAS 2000, en el numeral E.4.4.2.5, se debe usar un rango de velocidades entre 0.3 y 0.6 m/s y entre 0.6 y 1.2 m/s para rejillas limpiadas manualmente y mecnicamente respectivamente.

    rea til del canal (Au)

    rea Total (At)

    Ancho del Canal (Wc)

    Profundidad aguas abajo de rejilla (de lmina de fluido) (Po)

    Ancho de rejilla (Wr)

    Ancho til de rejillas (Wu)

    Ancho total barras (Wb)

    Nmero de barras (Nb)

    Inclinacin con la horizontal:

  • Clculo de la Prdida de Carga en la Rejilla. La prdida de Carga para rejillas limpias segn la Frmula de Kirshmer, est dada por:

    Donde K es un factor que depende de la forma de la seccin de las barras. En este caso seccin rectangular: K = 2,42

    Cuando las rejillas estn sucias, la velocidad puede duplicarse y la velocidad de acceso aguas arriba quedara inalterada. Por lo tanto, la prdida de carga sera:

    Dimensiones finales de la Rejilla

    Altura Total (T)

    Largo de la rejilla

    Ancho = 0,5 m Nmero de barras = 15 Espesor de barras = 1 cm Espacio entre barras = 1,5 cm

    1.3 TRATAMIENTO PRIMARIO Es el conjunto de operaciones encaminadas hacia la remocin de slidos sedimentables o de material flotante, por medios gravitacionales o mecnicos. 1.3.1 Diseo de Trampa de Grasas

  • Tiempo de retencin hidrulico, propuesto para estos sistemas es el recomendado en las normas RAS 2000, titulo E tabla E 3.2. (3 minutos para caudales entre 2 y 9 LPS).

    Volumen del sistema

    rea Superficial

    Se sabe que el valor de carga superficial (qs), debe estar entre los valores de 2.5 4 lps/m2, por lo cual se asume un valor qs = 4 lps/m

    2.

    El valor obtenido es coherente con el parmetro de diseo exigido en la norma RAS 2000 ttulo E, donde recomienda que para estos sistemas, se debe tomar en cuenta un factor de diseo de 0.25 m2 / 1 lps. Se tiene que:

    Teniendo en cuenta que la relacin ancho:largo segn la norma RAS 2000 titulo E, parmetros de diseo nu