Ingeniero Civil Químico / El consumo de agua potable por parte de la población produce aguas servidas, conformadas principalmente de agua y materia orgánica. En el tratamiento de éstas se producen lodos que deben estabilizarse para su reutilización. Aguas Andinas, proveedor de agua de la región metropolitana, creó en 2009 el Centro de Gestión Integral de Biosólidos CGIB, para estabilizar lodos mediante la disminución de humedad como lo estipula el Decreto 4 de 2009. Se modeló el secado biológico dentro de un invernadero piloto en el CGIB. Para ello, en primera instancia se realizaron pruebas experimentales por 5 meses entre mayo y septiembre. Asumiendo actividad biológica constante, geometría cilíndrica y propiedades físicas constantes en el tiempo y utilizando los datos de una pila se determinaron valores para la difusión de agua en el biosólido, coeficiente de transferencia de masa y el coeficiente de transferencia de calor por convección. Con los parámetros encontrados se realizó la simulación del resto de las pilas estudiadas, lográndose una simulación cercana a los datos experimentales. Durante el periodo experimental se suspendió una pila por irregularidades en el volteo. Se simuló una pila sin volteo y se comprobó que la ausencia de este procedimiento deriva en una menor transferencia de masa y, por ende, en un mayor tiempo de secado requerido. El modelo realizado puede integrar nuevos módulos con el fin de realizar una simulación que se ajuste aún más, para ello se recomienda realizar un análisis biológico, que permita conocer de forma exacta la energía producida por periodos. Esto permitiría que el modelo describiera de mejor manera el secado para el corto plazo desde iniciado el proceso. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Aguas Andinas S.A.

Hoy en día es usual hablar de la crisis del agua, hecho que se ha convertido ya en una preocupación mundial. Las reservas aprovechables del vital liquido son cada vez menores y poco se ha hecho para corregir este grabe problema. No se ha logrado hacer conciencia dentro de la sociedad para hacerle frente a esta amenaza, una amenaza que debe ser combatida por todos. Esta situación deberá corregirse pensando siempre en el bienestar colectivo. El presente Informe de Suficiencia, tiene como objetivo principal, diseñar una planta de tratamiento de agua residual(PTAR), para la UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (UNMSM), con el fin de reducir sus descargas contaminantes al mar, y a la vez, con el agua tratada regar sus áreas verdes. Además de proporcionar al estudiante y / o profesional interesado en el tema, el conocimiento, pasos y / o metodología para el diseño; Por lo cual se proporciona la información suficiente, para poder llevar acabo el proyecto. Se podrá encontrar y entender convenientemente en este informe, cuales son los estudios básicos necesarios a realizar, para comenzar a diseñar una PTAR. Se establece también los parámetros básicos de diseño; Además conocer las diferentes alternativas de PTAR que se pueden plantear o proponer inicialmente, que luego serán discutidas, evaluadas, y finalmente seleccionar la más adecuada También contiene, cálculos de dimensionamiento, costos de construcción y operación de la PTAR. Se menciona además el estudio de factibilidad económica del proyecto. Y por ultimo se brinda los requerimientos previos al arranque, operación y mantenimiento del PTAR.

Hoy en día es usual hablar de la crisis del agua, hecho que se ha convertido ya en una preocupación mundial. Las reservas aprovechables del vital liquido son cada vez menores y poco se ha hecho para corregir este grabe problema. No se ha logrado hacer conciencia dentro de la sociedad para hacerle frente a esta amenaza, una amenaza que debe ser combatida por todos. Esta situación deberá corregirse pensando siempre en el bienestar colectivo. El presente Informe de Suficiencia, tiene como objetivo principal, diseñar una planta de tratamiento de agua residual(PTAR), para la UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (UNMSM), con el fin de reducir sus descargas contaminantes al mar, y a la vez, con el agua tratada regar sus áreas verdes. Además de proporcionar al estudiante y / o profesional interesado en el tema, el conocimiento, pasos y / o metodología para el diseño; Por lo cual se proporciona la información suficiente, para poder llevar acabo el proyecto. Se podrá encontrar y entender convenientemente en este informe, cuales son los estudios básicos necesarios a realizar, para comenzar a diseñar una PTAR. Se establece también los parámetros básicos de diseño; Además conocer las diferentes alternativas de PTAR que se pueden plantear o proponer inicialmente, que luego serán discutidas, evaluadas, y finalmente seleccionar la más adecuada. También contiene, cálculos de dimensionamiento, costos de construcción y operación de la PTAR. Se menciona además el estudio de factibilidad económica del proyecto. Y por ultimo se brinda los requerimientos previos al arranque, operación y mantenimiento del PTAR. / Tesis

La problemática de la escasez de agua en el Perú y en el mundo ha fundamentado el desarrollo de técnicas de desalinización que permiten el aprovechamiento del recurso acuífero más abundante en el planeta: el agua de mar. Los esfuerzos en el control de las plantas desalinizadoras de agua de mar por ósmosis inversa están enfocadas en maximizar el rendimiento de los bastidores de ósmosis inversa de tal manera que estos produzcan una determinada cantidad de agua por hora con una calidad aceptable para uso humano. Un funcionamiento inadecuado de los sistemas de control se traduce en pérdidas económicas y operaciones ineficientes de la planta. En este trabajo se propone el diseño de un controlador predictivo generalizado (GPC) que hace uso de un modelo matemático de una unidad de ósmosis inversa y que permite controlar con mayor efectividad el proceso de desalinización. Además se incluye el algoritmo para desarrollar este controlador en procesos monovariables y multivariables. El desempeño del controlador diseñado ha sido comparado con otros controladores de tipo convencional y también de tipo avanzado bajo diferentes escenarios de operación y de acuerdo a índices que permiten cuantificar el desempeño de los mismos. Por último, se presenta una propuesta de implementación de una unidad de ósmosis inversa así como una propuesta de programación del controlador GPC en un controlador lógico programable. / Tesis

La presente investigación está centrada en hacer una gestión de mantenimiento centrado en la confiabilidad de la estación de bombeo N°1 de la planta de tratamiento N°1 de agua potable de Chiclayo en la Empresa EPSEL S.A., dicha empresa brinda el servicio de agua potable y alcantarillado a toda la región y con el fin de lograr un aumento de la producción en el servicio de agua potable en la ciudad de Chiclayo se decidió por el desarrollo de esta gestión. En primer lugar se procedió a realizar un diagnóstico situacional de la estación de bombeo con el fin de identificar los principales problemas que acarrean a este sistema. Dicha estación cuenta con un número elevado de averías lo que ocasionan detención en la producción y distribución. Posteriormente se definió las teorías y normativas que permitieron el desarrollo correcto de la aplicación de este mantenimiento, como lo son el análisis de criticidad, diagrama causa efecto, análisis de modo y de falla y distribución de Weibull entre otros; para luego, definir el plan de gestión a aplicar basado en el mantenimiento centrado en la confiabilidad, y en última instancia se realizó un análisis costo-beneficio de la propuesta que nos permitirá conocer la viabilidad del proyecto. A través del cumplimiento de los objetivos propuestos se logrará obtener la confiabilidad de los equipos pertenecientes a dicha estación de bombeo, incluyendo las herramientas y métodos utilizados para el establecimiento de la gestión de mantenimiento de la misma, consiguiendo a través de estos mejorar la producción de agua potable y la generación de ahorro. / Tesis

Ingeniero Civil / En el presente Trabajo de Título se construyeron cuatro columnas de humedales construidos a escala de laboratorio, las que se operaron con agua gris sintética y finalmente se realizaron análisis de las muestras de afluentes y efluentes en términos de remoción de DQO, turbiedad, SST, NO3--N y PO4-3-P. Los humedales construidos (CW) se mantuvieron en operación durante 6 meses, operados en modo batch y las celdas de combustible microbianas se mantuvieron conectadas a un equipo Data Acquisition para la medición de voltaje en el tiempo. El agua gris sintética preparada presentó en promedio 380,4 mg/L y 477,8 mg/L de DQO soluble y total, respectivamente. Después de una semana de operación, las columnas sin la celda de combustible microbiana (MFC) removieron en promedio un 63% (concentración de efluente cercano a 175 mg/L) y 91% de DQO total y soluble, respectivamente. Las columnas con MFC removieron en promedio un 62% de DQO total y un 77% de DQO soluble. Además, se realizó análisis de pH, turbiedad, CE, SST, NO3--N y PO43--P. A una semana de tiempo de contacto en los CW, se alcanzó a remover un 87% y 100% del NO3- -N en las columnas con MFC y sin MFC respectivamente. El PO43--P tuvo una remoción cercana al 60% en todas las columnas de humedales construidos acoplados a una MFC. Los valores de turbiedad en el efluente superaron las 10 NTU. Además, durante el trabajo de las MFC se alcanzó una potencia máxima de 35,5 mW/m3. Durante la etapa en que se utilizó un potenciostato, éste valor aumentó a 767,4 mW/m3. Dado esto, se concluyó que la inclusión de la MFC a los humedales construidos diseñados, no reduce la remoción de materia orgánica, pero aprovecha su medio para generar energía eléctrica. En base a los resultados observados sería necesario integrar un sistema de pretratamiento que reduzca los niveles de turbiedad y SST a niveles inferiores a los exigidos por normativas ocupadas en Australia y Reino Unido. Como trabajo futuro se recomendó efectuar un análisis de la comunidad microbiana presente en las distintas zonas de las columnas para ver como varía su composición frente a los distintos tratamientos utilizados. Además sería beneficioso medir coliformes totales y fecales considerando que son parte de las exigencias presentadas por normativas en países extranjeros.

Ingeniera Civil Química / El cambio climático es un problema ambiental progresivo que afecta a nivel global a la sociedad y al ecosistema. Es provocado por las emisiones antropogénicas de Gases de Efecto Invernadero (GEI), y puede ser contenido solo mediante la reducción sustancial y continua, de tales emisiones. En este contexto, se aplica la herramienta de Análisis de Ciclo de Vida sobre el proceso de tratamiento de aguas residuales de la planta Talagante, enfocado en la emisión de GEI y, por lo tanto, en el Potencial de Calentamiento Global. Este análisis se realiza con el objetivo de evaluar ambientalmente el escenario del proceso actual y un escenario futuro, con foco en la gestión energética, a fin de, identificar las actividades que posean un mayor impacto y recomendar acciones que apunten a disminuir dicho impacto sin afectar la operación normal de la planta. Se analizan tres escenarios: el primero es el actual donde se combustiona el 40% del biogás en caldera para abastecer de energía al biodigestor y el excedente en antorcha; en el segundo, escenario el 100% del biogás es combustionando en un motor de cogeneración que produciría energía eléctrica para la planta y energía térmica para el biodigestor; el tercer escenario corresponde al escenario proyectado al año 2024, que comprende la ampliación de la planta en un módulo de la línea de agua. El resultado del análisis muestra que el total de las emisiones del escenario base (año 2016) fue de 5.100 tCO2eq. En el nuevo escenario, con cogeneración, se disminuye en un 17% las emisiones anuales de la planta. El tercer escenario se obtiene un total de 5.000 tCO2eq para el año 2024. Las emisiones directas de la planta contribuyen sobre el 60% del total de las emisiones del sistema en todos los escenarios analizados. La emisión más significativa corresponde al óxido nitroso que proviene desde el tratamiento biológico de la planta, aportando más del 70% de las emisiones directas en todos los escenarios analizados. Estas emisiones, al estar dentro del campo se acción directo de la empresa, poseen un alto potencial de disminución. En función de los resultados, se definieron estrategias de mitigación para las emisiones directas de óxido nitroso. Se generaron tres recomendaciones: la primera es la realización de campañas de medición de óxido nitroso, la segunda es la optimización de la aeración del tratamiento biológico, y la tercera es la implementación de la tecnología Anammox sobre las aguas de rechazo. Como proyección se sugiere considerar el Potencial de Calentamiento Global en la toma de decisiones de la empresa. De esta forma todos los proyectos realizados pueden contribuir a la disminución de la emisión de GEI, y, con ello, a la contención del cambio climático.

El distrito de El Alto situado en la provincia de Talara, departamento de Piura, posee dos lagunas de oxidación, que se encuentran en malas condiciones a consecuencia del incremento de la población y el uso consuntivo del agua, lo cual genera una mayor cantidad de aguas servidas superando la capacidad de almacenaje de las referidas lagunas, ocasionando el revalsamiento de dicha aguas y su vertimiento posterior hacia áreas privadas y terrenos aledaños que son inundados por estas, provocando un grave perjuicio para la salud pública y el medio ambiente. Actualmente, a pesar que el Alto cuenta con un renovado sistema de agua potable y alcantarillado, el problema se encuentra en las lagunas de oxidación de dicho lugar, pues como se mencionó líneas arriba, ésta se encuentra en mal estado provocando que las aguas servidas sean vertidas a la deriva y sin control, siendo además que la calidad del efluente se encuentra fuera de las especificaciones de acuerdo a norma y reglamento, todo ello generando un grave daño a la salud pública y al ambiente.

El Perú se ubica entre los países con mayor disponibilidad hídrica en el mundo, sin embargo la ciudad de Lima presenta diversos desafíos para poder abastecer a la población de agua apta para el consumo humano. Debido a esto, Lima Metropolitana cuenta con un complejo sistema de suministro de agua potable el cual contempla etapas de almacenamiento, transporte, potabilización y distribución. Con respecto al sistema de potabilización, se desconoce y se subestiman los potenciales impactos ambientales asociados a los continuos procesos para potabilizar el agua, los cuales requieren numerosos insumos químicos y de energía eléctrica. La presente investigación expone el desempeño ambiental, mensual y anual, de la planta potabilizadora de La Atarjea mediante la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) para un periodo de 12 meses, desde Enero hasta Diciembre de 2016. La planta capta el agua directamente del Río Rímac y mediante procesos convencionales brinda agua potable a alrededor de 9 millones de personas dentro de un rango de 3´504 km2, alcanzando una producción diaria aproximada de 1´400´000 m3/s. El alcance del estudio comprende desde la captación del agua cruda hasta su distribución a la ciudad de Lima Metropolitana, evaluando sólo la etapa de operación. La información necesaria para la elaboración del ACV fue obtenida de diversas fuentes de información que incluye el Anuario Estadístico de SEDAPAL para el año 2016, visitas y entrevistas realizadas en la planta potabilizadora y revisión de la literatura. La unidad funcional utilizada fue de 1m3 de agua potabilizada, tanto para la evaluación en cada mes de operación, así como para la evaluación anual. Para el modelamiento del ACV se utilizó el software SimaPro y la base de datos Ecoinvent v3. Asimismo, los impactos asociados a 1m3 de agua potabilizada fueron calculados para 7 categorías de impacto, empleando tres métodos: IPCC 2013, USEtox 2 y ReCiPe 2016. Los resultados de la evaluación en la planta de La Atarjea indican que, para el año 2016, las mayores cargas ambientales estuvieron asociadas al uso de insumos químicos y por los residuos generados en los procesos de potabilización. En la categoría de cambio climático, el impacto asciende a 0.067 kg CO2-eq / m3, siendo el uso de carbón activado el mayor contribuyente. Por otro lado, el uso de sulfato de cobre representa el 50% y 40% de los impactos totales para las categorías de eutrofización de agua dulce y marina, respectivamente. Asimismo, el 22% de los impactos para la categoría de acidificación terrestre están asociados al uso de sulfato de aluminio. En el caso de los impactos asociados a la salud humana y ecosistemas, estos son dominados por el uso de sulfato de cobre, sulfato de aluminio y los residuos generados en la potabilización del agua cruda. Finalmente, los impactos ambientales relacionados al consumo eléctrico y el transporte de insumos hacia la planta fueron menores que el 4% del total para todas las categorías evaluadas. En conclusión, los impactos para todas las categorías evaluadas están directamente o indirectamente vinculados al uso de químicos en los procesos de potabilización de la planta de La Atarjea. Como manera de sopesar estos impactos se recomienda en incorporar nuevas tecnologías que reduzcan el empleo del carbón activado y en optar por insumos alternos al sulfato de aluminio y sulfato de cobre tal que produzcan una menor carga ambiental en su producción, así como en realizar una debida eliminación del material excedente en los procesos de potabilización. De igual manera, que la presente investigación sea precedente para la evaluación ambiental de sistemas de agua potable en el país, de manera que eventualmente se llegue a la sostenibilidad dentro de estos sistemas incluyendo aspectos tanto económicos como sociales.

La tesis que se presenta a continuación consiste en el planeamiento integral de la construcción de una planta de tratamiento de aguas residuales ubicada en la ciudad de Lima, la cual comprende obras civiles, equipamiento hidráulico, electromecánico, automatización y puesta en marcha.. Cabe mencionar que el proyecto en mención es del tipo EPC (Ingeniería, Procura y Construcción) por lo que la ingeniería y la procura son asumidas por el contratista. En el caso específico de este proyecto, la ingeniería fue subcontratada, sin embargo, hubo deficiencias en la ingeniería las cuales deben ser asumidas por el contratista. En la actualidad, en nuestro país existe una tendencia hacia el desarrollo de proyectos EPC y las empresas deben estar preparadas para afrontar esta modalidad de proyectos. Además se mencionaran diferentes pautas para la ejecución del proyecto relacionadas con un análisis de stakeholders, implementación del sistema del último planificador enfocado a la planta de tratamiento de aguas residuales, planeamiento del alcance, plazos, costos, gestión administrativa, control financiero y control de calidad. Por otro lado, se incluyen recomendaciones para el planeamiento de las comunicaciones y gestión del conocimiento que en la actualidad no son consideradas en el desarrollo de proyectos de construcción y que tienen un impacto positivo para futuros proyectos similares. Así mismo, se plantea una estrategia de ejecución, donde se recomiendan procedimientos constructivos para las diversas estructuras de la planta de tratamiento de aguas residuales. Además se mencionan pautas relacionadas a la gestión contractual debido a la importancia que esta tiene en proyectos donde el cliente sea el estado. Finalmente se indican el impacto ambiental, plan de contingencias, prevención de riesgos, así como recomendaciones y conclusiones.