UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA

“Selección y/o diseño de filtros para la reducción de CO y CO2 en los gases de salida emitidos por una

pollería con horno de carbón”

Bardales Tomás, Carlos

Fernández Jiménez, Sandro

Mendoza Chávez, Harry

Paz Navarro, Javier

Peláez Chávez, Víctor

Vásquez Arribasplata, Gilmer

TRUJILLO - PERU2010

I. GENERALIDADES

1. TÍTULO:

Selección y/o diseño de filtros para la reducción de CO y CO2 en los gases de salida emitidos por una pollería con horno de carbón.

2. AUTORES:

Bardales Tomás, Carlos Fernández Jiménez, Sandro Mendoza Chávez, Harry Paz Navarro, Javier Peláez Chávez, Víctor Vásquez Arribasplata, Gilmer

3. TIPO DE INVESTIGACIÓN:

Tecnológica

4. LOCALIDAD DONDE SE REALIZARÁ EL PROYECTO:

El proyecto se realizará en la pollería “Inca Pollo” cuyo propietario es Wilder Peláez López, el local se encuentra ubicado en la avenida España 2361 en el distrito de Trujillo –provincia de Trujillo-departamento de La Libertad- Perú.

5. DURACION DE LA EJECUCION DEL PROYECTO:

La duración del proyecto es de 4 meses.

6. CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO:

TAREAS FECHA DE INICIODURACIÓN

(Días)FECHA DE

FINALIZACIÓNBUSQUEDA DEL PROBLEMA PARA EL PROYECTO 13/07/2010 5 18/07/2010

BÚSQUEDA DEL LOCAL Y GESTIÓN CON EL DUEÑO 23/07/2010 4 27/07/2010BUSQUEDA DE SOLUCIONES AL PROBLEMA 02/08/2010 5 07/08/2010

BUSQUEDA DE INFORMACIÓN SOBRE FILTROS DE AIRE

12/08/2010 7 17/08/2010

PLANTEAMIENTO DEL ANTEPROYECTO 22/08/2010 7 29/08/2010TOMA DE DATOS EN LA POLLERÍA 02/10/2010 1 01/09/2010

REVISIÓN Y FINALIZACIÓN DE PROYECTO 02/10/2010 2 03/09/2010PRESENTACIÓN DEL PROYECTO 05/10/2010 1 05/10/2010

7. FECHA DE INICIO:

Junio del 2010

8. FECHA DE TÉRMINO:

Octubre del 2010

9. RECURSOS

Distinguir entre recursos disponibles y los no disponibles.

9.1: PERSONAL

9.2: BIENES

9.2.1: De Consumo9.2.2: De inversión.

10. PRESUPUESTO ESTIMADO

Para el desarrollo del presente proyecto se necesitaran los siguientes materiales:

MATERIALES PRECIO (EN SOLES)1 kilo alambre de amarre para construcción 6.00

1 plancha de espuma Zebra de 2x1x1/2 pulg; de 20 kg/m3

12.00

Pasajes 20.00Viaticos 30.00

Otros gastos 20.00TOTAL 88

11. FINANCIAMIENTO

El financiamiento del presente proyecto se realizará con recursos propios de todos los integrantes.

II. PLAN DE INVESTIGACIÓN

1. REALIDAD PROBLEMÁTICA

El aumento de la contaminación ambiental y junto a ello los drásticos cambios climáticos que están ocurriendo en la actualidad, se ven reflejados en nuestro día a día, y cada día más, por ello resulta imprescindible enfrentar y tratar de resolver de la mejor manera los problemas que surgen cuando se quiere encontrar los medios para asegurar el porvenir de la humanidad que en este caso es el de cuidar nuestro planeta.

Uno de los principales tipos de contaminación es la contaminación del aire, y en nuestra localidad las principales causas de este tipo de contaminación son:

1. Humos de los tubos de escape de los carros.2. Humos de las chimeneas de las fábricas.3. Humos de las chimeneas de las pollerías4. Quema de basuras.

La contaminación producida por las pollerías ha tenido un incremento notable en los últimos años, debido a la mayor demanda comercial del pollo, pero este incremento se ha realizado de forma muy desordenada e irresponsable por parte de algunos dueños de dichas pollerías.

De ahí la necesidad de establecer políticas para reducir la contaminación producida por las pollerías, justamente la realización del presente proyecto es con el fin de atenuar la contaminación del aire de Trujillo debido a los gases tóxicos que se emiten por las chimeneas en la mayoría de pollerías que existen en esta ciudad, para ello se elaboran propuestas tales como el uso de un eco-horno y el uso de filtros.

2. ANTECEDENTES Y MARCO TEÓRICO.

Un dicho en el mundo de la ingeniería mecánica es que resulta más económico prevenir la entrada de contaminantes que eliminarlos una vez que entren. Aunque esto parece simple y obvio, en la realidad encontramos más gente que cree que puede engañar a las leyes de la física que las que hacen caso al dicho. Cada día aparece alguien con un nuevo procedimiento o nuevo filtro que supuestamente hará maravillas para reducir sus costos.

En la actualidad, si bien es preocupante el incremento de las pollerías y la contaminación que estas producen, se han realizado pocas investigaciones para tratar de disminuir este fenómeno.

Cabe decir que el mayor problema ocurre por el tipo de combustible que se usa en la preparación del pollo, que es el carbón vegetal, el cual a su vez es un material combustible sólido, frágil y poroso con un alto contenido en carbono, del orden del 80%. (Para mayor información, ver anexo 1 en CD)

Una de los inventos más resaltantes para este caso, es la creación de un eco-horno, cuyo uso fue promovido y fomentado por la municipalidad de Arequipa. (Para mayor información, ver anexo 2 en CD)

También se han desarrollado modelos de filtros de aire, que van instalados en las chimeneas de las pollerías.

Cabe decir que ninguno de los casos mencionados ha tenido la suficiente acogida, esto debido a la falta de concientización por parte de la gente.

Un filtro de aire es un dispositivo que elimina partículas sólidas como por ejemplo polvo, polen y bacterias del aire. Los filtros de aire encuentran una utilidad allí donde la calidad del aire es de relevancia, especialmente en sistemas de ventilación de edificios y en motores tales como los de combustión interna, compresores de gas, compresores para bombonas de aire, turbinas de gas y demás.

Existen diferentes tipos de filtros, que dependen de las condiciones del medio donde se los desea utilizar y de los fines que se desee alcanzar.

La Purificación del aire basado en el filtro atrapa partículas aerotransportadas por la exclusión de su tamaño. El aire es forzado a través de un filtro y partículas son físicamente capturadas por el filtro. Los filtros HEPA quitan al menos un 99.97 % de partículas de 0,3-particulas micrómetros y son generalmente más eficaces para partículas que son más grandes o ligeramente más pequeños. Ellos son eficaces al 0,01 micrómetro en muchos casos, pero son ineficaces para partículas más pequeñas que un micrómetro de 0,01. Los purificadores HEP que purifican todo el aire que entra en una sala limpia, deben arreglarse para que ningún aire pasa por alto el filtro HEPA. En ambientes polvorientos, un filtro HEPA puede ir detrás de un filtro convencional de fácil limpieza (prefiltro) que quita las impurezas mayores así que el filtro HEPA necesita limpieza o sustitución con menos frecuencia. Los filtros HEPA no generan ozono o subproductos perjudiciales. Los filtros HVAC en MERV 14 o más, son los mejores para eliminar partículas aerotransportadas de micrómetros 0,3 o mayores. Un filtro de alta eficiencia MERV 14 tiene una tasa de captura de por lo menos el 75 % para partículas entre 0,3 a 1.0 micrómetros. Aunque la tasa de captura de un filtro MERV es inferior de un filtro HEPA, un sistema de aire central puede mover significativamente más aire en el mismo periodo de tiempo. Usando un filtro MERV de alta calidad puede ser más eficaz que hacerlo mediante una máquina HEPA de alta potencia a una fracción de los gastos de capital inicial. Lamentablemente, la mayoría de los filtros de horno, son colocados en su lugar un sello hermético, lo que permite que el aire pase alrededor de los filtros. Este problema es peor para los filtros MERV de una mayor eficiencia por el aumento de resistencia del aire. Los filtros MERV de mayor eficiencia son generalmente más densos y aumentan la resistencia del aire en el sistema central, que requieren una mayor caída de la presión de aire y, en consecuencia, aumentando los costos de energía. (Para mayor información, ver anexo 3 en CD).

3. FORMULACION DEL PROBLEMA:

De lo visto anteriormente, tenemos que el problema a enfrentar es ¿Cómo se puede prevenir la contaminación que generan las pollerías en la Ciudad de la Trujillo? , dicho de

otra manera, ¿Cómo reducir los contaminantes, específicamente del CO y el CO2, que salen por la chimenea de la pollería

4. ANALISIS DEL PROBLEMA:

Cuando se fue a la pollería y se examino las condiciones del lugar se vio que se utilizaba carbón vegetal para cocer los pollos, este tipo de combustible tiene las siguientes características:

El carbón vegetal es un producto sólido, frágil y poroso con un alto contenido en carbono (del orden del 80%).

Se produce por calentamiento en ausencia de aire (hasta  temperaturas de 400 a 700 ºC) de madera y otros residuos vegetales.

El poder calorífico del carbón vegetal oscila entre 29.000 y 35.000 kJ/kg, y es muy superior al de la madera que oscila entre 12.000 y 21.000 kJ/kg.Además se observo que el humo que salía por la chimenea y la forma en que se consumía el carbón cumplen con las características de una buena combustión*, otra condición (la cual se da en todas las pollerías) es que la chimenea esta a una altura de por lo que se tuvo que ir al edificio de al lado para poder realizar la experiencia.

El experimento que hicimos tuvo las siguientes etapas:

Primero se construyo el filtro con los materiales reciclados disponibles: alambre de amarra para construcción y espuma zebra **.

Se tomo las muestras cada 15 minutos y con una duración también de 15 minutos. Entre cada toma de datos se medía la masa del filtro.

Resultando lo siguiente: (PONER TABLA)

Luego se tomó nota de la cantidad de carbón que se gastaba en la pollería a lo largo de cada día de la semana: (PONER TABLA)

De lo anterior podemos decir que es tanto lo de masa del carbón vegetal que se arroja al aire por cada día de trabajo en la pollería Con esta información podemos ya ir a uno de los fabricantes de filtros disponibles en el mercado y seleccionar un filtro; o en caso no sea factible, ya sea por medios económicos u otros motivos, la selección de un filtro, procederemos al diseño de uno con material reciclado, como el que se hizo para la toma de datos el cual al hacer la experiencia se observo que al ponerlo ya no salía el humo blanco si no una corriente de aire caliente, de tal manera, que sea factible para los dueños de las pollerías.

5. JUSTIFICACIÓN

Este proyecto se realiza con la intención de difundir y contribuir con el cuidado del medio ambiente y por consiguiente de la mejora de las condiciones de vida de la sociedad trujillana ya que se está contribuyendo a que se conserve la salud de las personas específicamente se puede hablar de los vecinos de la pollería donde se realizó el estudio ya que sus vecinos son un conjunto habitacional, una clínica y otras pollerías.

Este proyecto es uno de varios que se están dando en el país para la reducción de la contaminación por parte de las pollerías como por ejemplo el caso de un proyecto de eco- hornos en Arequipa (ver http://www.swisscontact.org.pe) el cual así como nuestro proyecto busca el fomento de la utilización de tecnologías para el cuidado del medio ambiente en que vivimos.

6. OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL

El objetivo general del proyecto es dar una solución al problema con la instalación de un filtro en la chimenea de la pollería para reducir la cantidad de CO Y CO2 en el humo que se emite al aire de la ciudad de Trujillo; pero para esto se hará una selección de un filtro adecuado según las condiciones del lugar. El filtro se seleccionará de la mejor manera para que en un futuro se pueda implementar en la chimenea de la pollería; esta selección tendrá en cuenta la eficiencia en la reducción de los contaminantes mencionados y también el efecto económico en la empresa.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Los objetivos específicos que se buscan son los siguientes:

Reducir los impactos que producen las emisiones vertidas por los hornos tradicionales de las pollerías, sobre el deterioro del clima de nuestra ciudad.

Sensibilizar a la población en general de la importancia que tiene el cuidado del medio ambiente para un mejor porvenir.

Entregar al sector comercial de pollerías una opción accesible a sus posibilidades económicas y realidad problemática para el cuidado del medioambiente sin tener que afectar su rentabilidad.

7. PREFACTIBILIDAD DE REALIZACION DEL PROYECTO DE INGENIERÍA.

7.1: Técnica

Cabe decir que en la toma de datos de nuestro proyecto las condiciones en las que estos se tomaron no eran muy adecuadas, ya que el tubo de la chimenea fue de gran altura, por lo que se tuvo que subir al edificio del al lado para poder realizar la toma de

dichos datos, y además tampoco contamos con un dispositivo apropiado para esto por lo que construimos uno.

7.2 Económica.

Si queremos elegir un filtro comercial, tendríamos un presupuesto estimado de por lo menos 100 soles, esto según toda la información recopilada acerca del tipo de filtros que deseamos utilizar, lo cual resulta o no conveniente para el dueño, según los ingresos de la pollería, ya que además de su precio, se debe tener en cuenta el periodo de vida de cada filtro.

De ahí que opción de una posible selección de filtro en este proyecto queda descartada.

Por consiguiente, procederemos a la segunda opción que teníamos inicialmente, la cual era diseñar un tipo de filtro que resultase factible económicamente y que tenga casi igual o mayor eficiencia que los filtros comerciales, por ello es que decidimos elaborar un filtro en base a materiales reciclables, como alambre de construcción y esponja comercial.