5.3 Desinfeccion

PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCION DEL SISTEMA MULTIPLE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, PARA LAS LOCALIDADES DE ACATICPAC, AHUATEPEC, CALCAHUALCO, SAN JOSE

XAMATICPAC, BUENA VISTA Y AHUIHUIXTLA, DEL MUNICIPIO DE CALCAHUALCO, VER.

5.3 DESINFECCION

Por tratarse de un sistema rural, en el que las condiciones del agua, de acuerdo al análisis físico químico y bacteriológico, admiten la desinfección por medio de cloración, se plantea esta forma, ya que es un procedimiento relativamente sencillo de operar y con un adiestramiento mínimo, el personal local puede efectuar este trabajo.

Como se mencionó anteriormente, no se considera a nivel de proyecto ejecutivo a las localidades de San Miguel Xiteco y San José Xamaticpac, únicamente se integran para la determinación de los datos básicos, por lo que en el presente capítulo, no se determinan las características de los equipos dosificadores para la respectiva desinfección.

Debido a la distribución de las localidades y que los tanques funcionan de manera independiente, se considerará un equipo clorador en cada uno de estos depósitos.

5.3 .- DESINFECCIÓN PÁG. 1

ESQUEMA GENERAL DE FUNCIONAMIENTO



El sistema estará conformado por 3 tanques de proyecto y 3 localidades con tanques existentes, la mayoría se encuentran en zonas donde no se dispone de líneas de electrificación. Por otro lado la mayoría de las localidades cuentan con gastos menores a 2.0 l.p.s. por lo que, se propone un sistema de desinfección a base de tabletas (hipoclorito de calcio).

Cabe mencionar que en la localidad de Calcahualco, ya se cuenta con un equipo de desinfección a base de hipoclorito de sodio, en funcionamiento y buen estado, por lo que atendiendo al gasto de diseño, únicamente se determinará el equipo de proyecto, por si a futuro se tuviera la necesidad de efectuar el reemplazo del que ahora está instalado.

DATOS GENERALES DEL HIPOCLORITO DE CALCIO

Existen varios métodos para clorar el agua, de los más importantes para gastos pequeños podremos mencionar el hipoclorito de calcio, el cual se expende bajo diferentes denominaciones comerciales o marcas, y pueden adquirirse en la mayoría de las ciudades.

Este producto se expende en forma granular en tambores con capacidades entre los 45 y 50 kg. Su almacenamiento es más simple que el del cloro liquido, pero los tambores deben mantenerse cerrados para evitar el deterioro del producto. Debido a que el hipoclorito de calcio es 10 veces más caro que el cloro liquido envasado a presión, su uso se reduce a plantas de pequeño aporte (usualmente caudales menores a 10 l.p.s.).

El hipoclorito de calcio es más estable que otras formas de cloro y puede ser almacenado hasta por un año. Cuando no se dispone de energía eléctrica en el sitio de ubicación del equipo clorador, se proponen equipos que no requieran de ésta, como es el caso de dosificadores de tabletas. En todos los casos, la capacidad del equipo de cloración debe ser suficiente para satisfacer la demanda de cloro y tener una capacidad mayor para satisfacer cualquier emergencia. Siempre son deseables las instalaciones duplicadas. Cualquiera que sea el tipo de equipo debe mantenerse limpio y colocarse en un sitio accesible y relativamente seco.

La rapidez de la desinfección con el cloro es proporcional a la temperatura del agua, de manera que, suponiendo los otros factores iguales, la cloración es más eficaz a altas temperaturas del agua. Por otro lado, el cloro es más estable en agua fría y permanecerá mayor tiempo en ella. Hasta cierto grado, esto compensa la menor velocidad de desinfección en agua fría.




El tiempo de que se pueda disponer para que el cloro actúe sobre los constituyentes del agua es uno de los aspectos más importantes en la práctica de la cloración. El tiempo mínimo de reacción debe ser de 10 a 15 minutos, pero sería preferible que se dejaran transcurrir varias horas para que se pudiese garantizar una desinfección efectiva sin que el agua llegase al consumidor con una concentración indeseable de cloro residual que podría ser inconveniente debido a la presencia de sabores y olores.

Si se quiere llevar a cabo con éxito una desinfección, el cloro debe agregarse de manera que:

a).-Se mezcle por igual completamente con todas las porciones del agua a tratar.b).-Sea continua.c).-Se aplique en cantidad suficiente para la clase de agua que se esté tratando según las condiciones prevalecientes y para que se llegue a verificar el grado de tratamiento final que se desee.

En el diseño de los sistemas de cloración se prevé el mezclado adecuado y la continuidad de la aplicación.

Para efectuar la desinfección del agua, se propone la instalación de un equipo dosificador de hipoclorito de calcio de tabletas al 65% Marca Rainbow.

DATOS DE DISEÑO

Es importante mencionar que el funcionamiento del sistema será por gravedad por lo que abastecerá agua las 24 hrs. del día, tiempo durante el cual el sistema de cloración estará en funcionamiento, ya que se conectará a la fontanería de llegada de los tanques.

Además, el equipo dosificador propuesto cuenta con una válvula reguladora de flujo, que permitirá controlar la dosificación de cloro a suministrar.


Sistema de desinfección a base de tabletasTanque Gasto de Máximo Diario

A) ACATICPAC 0.60 L.P.S.B) AHUATEPEC 0.20 L.P.S.C) AHUIHUIXTLA 1.10 L.P.S.D) BUENA VISTA 1.00 L.P.S.E) XAMATICPAC 0.80 L.P.S.



A continuación, se procede a calcular la cantidad de hipoclorito de calcio necesario para los tanques anteriormente descritos.

La Fórmula aplicada para el cálculo de gasto de hipoclorito de calcio a utilizar esta dada por:

Kg. CL2 / día = Q x T x PPM% CL2 x 106

Donde:

Datos generales:

P.P.M. = Partes por millar de cloro (2.5 p.p.m.)% CL2 = Porcentaje de concentración de cloro (65%).Kg CL2 = Kilogramos de cloro a aplicar por día.T =Tiempo de operación del sistema en segundos.

Datos particulares:Q = Gasto Máximo Diario.

La marca Rainbow fábrica el dosificador en varios modelos, de los cuales se determina para el presente caso, el Modelo 300-29, diseñado para disolver una cantidad fija de cloro en pastillas mediante el contacto directo con el agua.

El dosificador debe instalarse mediante 2 conexiones a la fontanería de llegada al tanque de regularización. El depósito del equipo simplemente deberá llenarse con tabletas de lenta disolución y, el clorador le transmitirá al agua, de manera constante y automática, la cantidad adecuada de cloro.

El dosificador está fabricado en plástico ABS, resistente a la corrosión, no requiere de ventilación especial para su instalación, herméticamente cerrado, sin peligro de fuga de gases. Para uso con tabletas de 3".




CALCULO

Tanque de regularización “Acaticpac”

Datos particulares:

Q= 0.60 l.p.s. T = 86,400 seg. (24 hrs.)

Kg CL2 / día = 0.60 x 86,400 x 2.5 = 0.199 Kg CL2/24 hrs. 650,000

Si consideramos que la capacidad con la que trabaja el equipo es del 50%, se tendrá que:

0.199 x 2 = 0.40 kg de cloro diario a suministrar.

Para estos equipos no es necesario que se efectúen las recargas diariamente, por lo que para determinar los tiempos máximos en que deberán hacerse los suministros, se tomará en cuenta el numero de tabletas que es posible colocar en el equipo, de acuerdo al modelo elegido.

Peso de cada tableta de 3" = 200 grs. = 0.200 kg

Capacidad de tabletas del Equipo = 29 tabletas

Cantidad de hipoclorito en el Equipo = 29 tabletas x 0.200 kg = 5.80 kg

De lo anterior tenemos, que el equipo puede alojar 5.80 kg de hipoclorito de calcio, por lo tanto el tiempo de recarga del equipo será:




5.80 -1 = Cada 14 días0.40

A fin de evitar que el equipo se quede en desabasto.

Independientemente de esto, se recomienda se realicen revisiones, por lo menos, un día antes de lo previsto a la recarga obligada del equipo ó, en su defecto, por lo menos una vez por semana.

Las presentaciones comerciales de las tabletas de 3", son las siguientes:

Presentación costo50 kg $3,520.0020 kg $1,563.58 8 kg $635.73 4 kg $324.49

1 kg $87.65

De lo anterior, se recomienda que se adquieran paquetes de 50 kg., dado que en esta presentación se obtiene el costo más bajo del producto.

Con el método anteriormente descrito, se efectúa el cálculo de la cantidad de hipoclorito de calcio, requerido para la desinfección que se efectuará en cada uno de los tanques que conforman el sistema de abastecimiento de agua potable. Los datos obtenidos se tabulan a continuación:

Tanque Q (lps) T (seg) Kg CL2 /día

Tiempo de recarga (días)

A) ACATICPAC 0.60 86,400 0.40 14B) AHUATEPEC 0.20 86,400 0.13 43C) AHUIHUIXTLA 1.10 86,400 0.73 7D) BUENA VISTA 1.00 86,400 0.66 8E) XAMATICPAC 0.80 86,400 0.53 10Precio por kg de Hipoclorito de calcio $ 70.40

Costos por consumo de hipoclorito, de acuerdo al consumo de tabletas (presentación de 50 kg)

TanqueCantidad Importe

Kg/día Kg/ mes

Kg /año

diario mensual anual




A 0.40 12.13 1450.55 $ 28.07 $ 853.90 $ 10,246.77 B 0.13 4.04 48.52 $ 9.36 $ 284.63 $ 3,415.59 C 0.73 22.24 266.84 $ 51.47 $ 1,565.48 $ 18,785.75 D 0.66 20.22 242.58 $ 46.79 $ 1,423.16 $ 17,077.96 E 0.53 16.17 194.07 $ 37.43 $ 1,138.53 $ 13,662.37

Importe total del sistema = $ 173.12 $ 5,265.70 $ 63,188.44




SISTEMA DE DESIFECCION LIQUIDA PARA LA LOCALIDAD DE “CALCAHUALCO”

DATOS GENERALES DE HIPOCLORITO DE SODIO

Desde su utilización por primera vez, el cloro sigue siendo el desinfectante más popular por su bajo costo, facilidad para medir su concentración en el agua, alta eficiencia para remover microorganismos patógenos y la disponibilidad de tecnologías simples para su aplicación y control.

Existen varios métodos para clorar el agua, de los más importantes para gastos mayores podemos mencionar la solución de hipoclorito de sodio que puede adquirirse en la mayoría de las ciudades. En todos los casos, la capacidad del equipo de cloración debe ser suficiente para satisfacer la demanda de cloro y tener una capacidad mayor para satisfacer cualquier emergencia. Cualquiera que sea el tipo de equipo debe mantenerse limpio y colocarse en un sitio accesible y relativamente seco.

La rapidez de la desinfección con el cloro es proporcional a la temperatura del agua, de manera que, suponiendo los otros factores iguales, la cloración es más eficaz a altas temperaturas del agua. Por otro lado, el cloro es más estable en agua fría y permanecerá mayor tiempo en ella. Hasta cierto grado, esto compensa la menor velocidad de desinfección en agua fría.

El tiempo de que se pueda disponer para que el cloro actúe sobre los constituyentes del agua es uno de los aspectos más importantes en la práctica de la cloración. El tiempo mínimo de reacción debe ser de 10 a 15 minutos, pero sería preferible que se dejaran transcurrir varias horas para que se pudiese garantizar una desinfección efectiva sin que el agua llegase al consumidor con una concentración indeseable de cloro residual que podría ser inconveniente debido a la presencia de sabores y olores.

El hipoclorito de sodio se caracteriza por ser inestable y su almacenamiento debe calcularse para periodos no mayores a un mes debido a su descomposición con la luz y altas temperaturas, sin embargo se deja a consideración del organismo operador.

Se suministra comercialmente desde contenedores de 1.000 litros, pasando por bidones de 200 – 250 litros, hasta garrafas de 25 – 30 litros de capacidad. Su contenido de cloro activo es del 13 % en peso. (MAPAS: Desinfección para sistemas de agua potable y saneamiento 3.3.1.1)

Sin embargo, como se mencionó en un principio, en la localidad de Calcahualco se tienen dos tanques existente además de una caseta para alojar un equipo clorador. Aún cuando la instalación se observa un tanto rústica, el dosificador se ve nuevo, en




buen estado y en funcionamiento, además de que en su conexión no se observan fugas.

Así pues se determinará el equipo de proyecto atendiendo al gasto de diseño, únicamente por si a futuro se tuviera la necesidad de efectuar el reemplazo del que ahora está instalado, recomendando, que la dosificación se efectúe directamente a alguno de los dos tanques de regularización que se encuentran en el sitio.


Caseta de control existente



DATOS DE DISEÑO

A continuación, se determinará la cantidad de cloro necesario para la localidad de “Calcahualco”.

Para llevar a cabo la desinfección se propone sea mediante un sistema de hipoclorito de sodio, ya que es el sistema que empleaban anteriormente en esta localidad, y se cuenta con la infraestructura necesaria que nos permite utilizar un equipo automático de carga constante.

La desinfección se aplicará directamente al tanque de regularización, con la finalidad de que el cloro cumpla con el tiempo necesario de reacción.

La Fórmula aplicada para el cálculo de gasto de hipoclorito de sodio a utilizar esta dada por:

Kg CL2 / día = QMD x T x PPM% CL2 x 106

Donde:QMD= Gasto Máximo Diario.T= Tiempo de operación del sistema en segundos.P.P.M.=Partes por millar de cloro. %CL2= Porcentaje de concentración de cloro.

De acuerdo a los datos anteriores, se procede a calcular la cantidad en kg de cloro utilizado por día.

Datos:QMD= 1.70 l.p.s.T= 86,400 seg. (24 hrs).P.P.M.= 2.5 p.p.m.%CL2= 13%.

De lo anterior tenemos:


Sistema de desinfección liquidaTanque Gasto Máximo Diario

CALCAHUALCO 1.70 L.P.S.



Kg CL2 / día = 1.70 x 86,400 x 2.5 = 2.82 Kg CL2 /día. 130,000

Como el Hipoclorador dosifica en forma líquida, se realiza una conversión tomando en cuenta que 1 litro de cloro = 1.25 kg y que la presentación que se pretende utilizar son contenedores de 200 litros de cloro:

200 lt = (1.25 kg / lt) (200 lts) = 250 kg.

Lts. / día = (2.82 Kg /dia.) (200 lts) = 2.26 lts. / día. 250 kg.

Considerando que la capacidad del equipo es del 50%, la capacidad con la que debe contar el dosificador será:

2.26 lts / dia x 2= 4.512 Lts /dia.

Se propone que el dosificador sea alimentado mediante un contenedor de P.E.A.D. de 200 litros, por lo que el cálculo de la frecuencia con la que deberá llenarse se hará con la siguiente fórmula:

200 lts. -1 = cada 43 días 4.512 lts/dia

Esto con la finalidad de que el clorador no se vacié y, esté suministrando la cantidad de cloro necesaria constantemente al tanque.

El equipo que se instalará será un dosificador electrónico de soluciones Milton Roy serie P12 ó similar en clase.


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