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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA QUMICA

OBTENCIN DE NAOH Y HCL MEDIANTE ELECTRODILISIS CON MEMBRANA BIPOLAR A PARTIR DE SALES CLORURO Y SODIO CONTAMINANTES DEL RIO CUNAS - CHUPACA

TesisPara optar el ttulo profesional de Ingeniero Qumico

Presentado por:NUEZ HERNANDEZ, ngel

HUANCAYO - PERU

OBTENCIN DE NAOH Y HCL MEDIANTE ELECTRODILISIS CON MEMBRANA BIPOLAR A PARTIR DE SALES CLORURO Y SODIO CONTAMINANTES DEL RIO CUNAS - CHUPACA

RESUMEN

El presente plan de tesis tiene por objetivo obtener soluciones de NaOH y HCl, mediante electrodilisis bipolar utilizando como fuente el agua del rio cunas-Chupaca; ya que la contaminacin por sales que se da en el rio cunas es un grave problema que afecta a la salud humana.

El NaOH y HCl sern obtenidos a partir de las sales como cloruros, y sodio presentes en el agua en conjunto con los H+ y OH- procedentes del agua. El mtodo a utilizar es electrodilisis con membranas bipolares, el costo en promedio es 3310.00 soles no es estable debido a que el costo de las membranas puede variar.

Ya que no hay un trabajo de investigacin similar hecho hasta el momento en la regin, nosotros realizando este proyecto daramos un uso a este tipo de contaminantes que son parte de la contaminacin salina en el ro cunas.

INTRODUCCION

La electrodilisis es un proceso de separacin electroqumico basado en el transporte de iones, a travs de membranas selectivas bajo la influencia de un potencial elctrico. La EED es una tecnologa de electromembrana que, usando como fuerza impulsora el campo elctrico, combina, en un nico proceso, la electrlisis del agua y el transporte de iones a travs de membranas permselectivas de intercambio de iones (electrodilisis). Mediante esta tecnologa, se pueden realizar diferentes procesos tales como obtencin de NaOH y HCl. PROBLEMA GENERALPara el presente proyecto de investigacin se plantea como Cmo obtener NaOH y HCl a partir de sales cloruro y sodio, contaminantes del Rio Cunas - Chupaca? OBJETIVO GENERALObtener NaOH y HCl mediante electrodilisis con membrana bipolar a partir de sales cloruro y sodio contaminantes del Rio Cunas - Chupaca. HIPTESIS GENERALPodemos mencionar que se obtiene NaOH y HCl mediante electrodilisis con membrana bipolar a partir de sales cloruro y sodio contaminantes del Rio Cunas - Chupaca. Siendo la Variable Dependiente: Concentracin de sales Cloruro y Sodio. Variable Independiente: Conductividad y Voltaje.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERALObtener NaOH y HCl mediante electrodilisis con membrana bipolar a partir de sales cloruro y sodio contaminantes del rio cunas -Chupaca.OBJETIVOS ESPECFICOSa) Determinar el tipo de muestreo a realizar en el rio cunas- Chupaca.b) Realizar la toma de muestra para la caracterizacin del agua del Rio Cunas Chupaca.c) Determinar la influencia de la conductividad en la concentracin de sales de cloruros y sodio, contaminantes del rio cunas.d) Determinar el voltaje ptimo para lograr la disociacin en iones positivos y negativos.

NOMENCLATURAINDICE DE CONTENIDOTITULOiiASESORiiiDEDICATORIAivAGRADECIMIENTOvRESUMENviINTRODUCCINviiOBJETIVOSviiiNOMENCLATURAixNDICE DE CONTENIDOx

CAPITULO IREVISIN BIBLIOGRFICA

1.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIN151.1.1INTERNACINALES151.1.2 NACIONALES151.1.3 REGIONALES Y LOCALES151.2. BASES TERICAS151.2.1ELECTRODIALISIS16 1.2.2PROCESO DE ELECTRODIALIS CON MEMBRANAS BIPOLARES15 1.2.3MEMBRANA18 1.2.3.1MEMBRANA DE INTERCAMBIO CATIONICO18 1.2.3.2 MEMBRANA DE INTERCAMBIO ANIONICO181.2.4NODO21 1.2.5CTODO221.3 DEFINICIONES CONCEPTUALES29 1.3.1CONTAMINACIN HIDRICA29 1.3.2RO CUNAS30 1.3.2.1MONITOREO DE LOS PARAMETROS FISICOQUIMICOS35 1.3.3CLORURO36 1.3.4SODIO36 1.3.5PRODUCCION DE ACIDO Y BASE 37 1.3.6HIDROXIDO DE SODIO38 1.3.6.1APLICACIONES Y USOS DEL NaOH39 1.3.7ACIDOCLORHIDRICO40 1.3.7.1APLICACIONES Y USOS DEL HCl36 1.3.8CONDUCTIVIDAD36 1.3.9VOLTAJE 37 1.3.10MUESTREO381.3.10.1 MUESTREO PROBABILISTICO391.3.10.2MUESTREOSIMPLE 401.3.10.3TECNICAS DE MUESTREO361.4 FORMULACIN DE HIPTESIS36 1.4.1HIPTESIS GENERAL 371.4.2HIPTESIS ESPECFICAS38 1.5 ESTUDIO DE MERCADO36

CAPITULO IIDESARROLLO DEL MODELO DE CLCULO2.1 DESARROLLO DEL MODELO DE CLCULO36 2.2.1 MEMBRAS36 2.2.2 ESPACIADORES36 2.2.3 ELECTRODOS36 2.2.4 MATERIAL ACRILICO36 2.2.5 JEBE36 2.2.6 COMPARTIMIENTO DE LOS ELECTRODOS36

CAPITULO IIIPARTE EXPERIMENTAL

3.1 MATERIALES35 3.1.1MEMBRANAS36 3.1.2ELEMENTOS DEL PROCESO DE ELECTRODIALISIS363.1.2.1ELECTRODOS373.1.2.2TANQUES DE SOLUCIN383.1.2.3ESPACIADORES383.1.2.4JEBE383.1.2.5FUENTE ELECTRICA453.1.2.6TONILLO383.2 EQUIPO EXPERIMENTAL353.3 METODOLOGIA35 3.3.1DISEO METODOLOGICO36 3.3.2TIPO DE INVESTIGACION36 3.3.3DISEO DE INVESTIGACION37 3.3.4DISEO EXPERIMENTAL38 3.3.5METODOLOGIA 3.3.6POBLACIN Y MUESTRA36 3.3.7OPERACIONALIZACIN DE VARIABLES36 3.3.8TCNICAS DE RECOLECCIN DE DATOS37 3.3.9TCNICAS PARA EL PROCESAMIENTO Y ANLISIS DE LA INFORMACIN38 2.3.10ASPECTOS TICOS

CAPITULO IVTRATAMIENTO DE DATOS Y DISCUSION DE RESULTADOS4.1 RESULTADOS354.2 CONCLUSIONES354.2 RECOMENDACIONES354.3 BIBLIOGRAFIA364.4 ANEXOS36

CAPITULO I REVISION BIBLIOGRFICA1.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIN1.1.1 INTERNACIONALES Ochoa, Garca, Belaustegui, Valle, Marquinez. (2003). Revista de Ciencia, Tecnologa y Ambiente. (Espaa). La EED es una tecnologa de Electromembrana que, usando como fuerza impulsora el campo elctrico, combina, en un nico proceso, la electrlisis del agua y el transporte de iones a travs de membranas per selectivas de intercambio de iones (electrodilisis). Mediante esta tecnologa, se pueden realizar los siguientes procesos:Generacin de cidos y bases a partir de sus sales (Salt Splitting) en celdas de tres compartimentos. La EED se ha usado para obtener cido sulfrico e hidrxido de sodio a partir de sulfato de sodio (Ochoa, 1996; Davis, 1997), proceso que podra tener un gran impacto econmico en el futuro para producir sosa sin la correspondiente generacin de cloro. Asimismo, la EED se ha usado para recuperar, a partir de sus sales, compuestos orgnicos tales como cido ascrbico (Genders, 1999). Por otra parte, este tipo de configuracin se est estudiando con detenimiento para regenerar cido crmico a partir de los baos de lavado del cromado en la industria de la galvanotecnia (Marqunez, 2002)

Ortiz, Urtiaga, Ibaez, Perez. (2012). Patente de Invecin. (Espaa). La presente invencin pertenece al campo de los procesos y tratamientos de desalacin de agua y, en concreto, de la valorizacin de corrientes residuales salobres para la obtencin de cidos y bases reutilizables en el proceso y/o comercializables.La desalinizacin de agua es una alternativa emergente y prometedora de obtencin de agua potable. Un nmero creciente de plantas desalinizadoras utilizan tecnologas de membranas, que junto con la corriente de agua desalada, generan una corriente de agua concentrada, rechazo o salmuera, que se caracteriza por tener alta concentracin en sales, principalmente cloruro de sodio (NaCl), que llega a duplicar el valor del agua de partida. El tratamiento de las salmueras procedentes de desaladoras, en los casos en los que se lleva a cabo, se enfoca hacia la recuperacin de la mxima cantidad de agua tratada posible, bien por procesos de desalacin por osmosis inversa en etapas en serie (con o sin tratamientos intermedios), o por la combinacin de tratamientos como evaporacin o precipitacin para llegar a tener un vertido liquido nulo.Debido a la gran cantidad de sales que contienen las salmueras, los tratamientos enfocados a la recuperacin de sustancias estn enfocados hacia la recuperacin de estas sales, aplicando procesos de precipitacin o cristalizacin selectiva.Las salmueras procedentes de desaladoras son particularmente ricas en iones sodio y cloruro, por lo que la recuperacin de los correspondientes cidos y bases conlleva importantes beneficios no solo desde el punto de vista medioambiental, sino como fuente de productos qumicos que pueden ser reutilizados en la misma planta o comercializados. El cido clorhdrico (HCl) es uno de los cidos ms utilizados tanto en la industria como en otras aplicaciones. El cido clorhdrico se obtiene en la industria como subproducto en las reacciones orgnicas de cloracin de compuestos orgnicos con cloro elemental o en la industria cloro-lcali, en la que se hidroliza una disolucin de sal comn (NaCl), produciendo cloro, hidrxido de sodio e hidrogeno. El gas cloro as obtenido puede ser combinado con el gas hidrogeno, formando gas HCl qumicamente puro. El HCl que se encuentra en el mercado suele tener una concentracin del 38% o del 25% en peso. Las disoluciones de concentracin algo superior al 40% son qumicamente posibles, pero la tasa de evaporacin en ellas es tan alta que se tienen que tomar medidas extras de almacenamiento y manipulacin.En el mercado es posible adquirir disoluciones para uso corriente con concentracin en el mercado es posible adquirir disoluciones para uso corriente con concentracin entre el 10% y el 12% en peso, utilizadas principalmente en limpieza. En plantas desalinizadoras se utiliza en concentraciones muchos menores para procesos de regulacin de pH y limpiezas de equipos. Actualmente se utiliza ms el cido sulfrico por ser ms barato, pero favorece la aparicin de fenmenos de ensuciamiento como el fouling, disminuyendo la eficacia de los procesos de limpieza. El hidrxido de sodio (NaOH) es un hidrxido bsico usado principalmente en la fabricacin de papel, tejidos y detergentes. Se obtiene mayormente en la electrolisis cloro-lcali.El proceso de recuperacin de NaOH y HCl a partir de salmueras procedentes de desalacin de aguas simplifica el proceso de obtencin de estos compuestos para las aplicaciones en las que los requerimientos de calidad y pureza no son elevados, al mismo tiempo que supone un aprovechamiento de estas corrientes residuales. El tratamiento de las salmueras debe integrarse en el proceso global de desalacin de agua con objeto de convertir la obtencin de agua desalinizada en un proceso sostenible

1.1.2 NACIONALES Medina Collana, J. (2009). Tesis de desarrollo de mdulos de electrodilisis para la desalinizacin de aguas salobres, determinacin de parmetros fsicos y evaluacin experimental de modelo difusional. (Lima). El diseo y operacin de un proceso de electrodilisis est basado en una serie parmetros fijos y variables, como la construccin de celda, geometra del espaciador, concentracin de la alimentacin, concentracin del producto, propiedades de la membrana de intercambio inico , velocidades de flujo, tiempo de residencia, potencial elctrico y densidad de corriente lmite.En el presente trabajo, se ha construido un proceso de electrodilisis y a nivel experimental, se ha determinado la densidad de corriente lmite, a travs de la curva de polarizacin, utilizando soluciones sintticas semejantes al agua salobre.As mismo, mediante el diseo experimental de la metodologa Taguchi, se ha estudiado la influencia de los parmetros de operacin:Concentracin de alimentacin, potencial elctrico, flujo y distancia entre membrana catinica y aninica en el porcentaje de desalinizacin, se ha observado que la densidad de corriente lmite, aumenta en forma directa con la concentracin y flujo de la corriente diluida. Igual forma se ha comprobado que la celda que resulta el de mayor porcentaje de desalizacin es cuando la distancia entre membrana catinica y membrana aninica es de 4 mm. Con los parmetros de operacin de 18 voltios, cuya concentracin es de 1000 ppm y 500ml/minMedina Collana, J. Tesis de produccin de cido clorhidrico-hidroxido de sodio mediante membrana bipolarMedina Collana, J. Tesis de electrodilisis mediante membranas bipolares para la produccin de cido sulfrico-hidrxido de sodio. (Lima)

1.1.3 REGIONALES Y LOCALES No se encontraron antecedentes en estos relacionados al presente proyecto.

1.2 BASES TEORICAS 1.2.1 ELECTRODILISISLa ED es un proceso de separacin electroqumica en el que las membranas cargadas y una diferencia de potencial elctrico se usan para separar especies jnicas y otros componentes no cargados de una solucin acuosa. La ED hoy en da es utilizada ampliamente para la desalacin del agua salobre y, en algunas zonas del mundo, es el proceso principal para la produccin de agua potable.Electrodilisis es un proceso de separacin basado en el transporte de iones a travs de membranas selectivas bajo la influencia de un campo elctrico.La alimentacin se separa en dos corrientes, uno con alta concentracin de sal (concentrado) y otra de baja concentracin de sal (desalinizado).

Figura 1. Mdulo de electrodialisisFuente: MEDINA, C.J. (2009).Desarrollo de Mdulos de Electrodilisis para Desalinizacin para la Desalinizacin de Parmetros Fsicos y Evaluacin Experimental de Modelo Difusional. Lima-Per.Elprocesode electrodilisis es un procedimiento mediante el cual se pueden extraer los iones disueltos en agua, hacindola pasar por una serie de membranas ion-selectivas, con ayuda de energa elctrica.El dispositivo para realizar tal procedimiento consiste en varias celdas hechas con membranas ion-selectivas. Cada celda consta de una membrana catinica y otra aninica. La membrana de intercambio catinico tiene carga negativa y es permeable a cationes tales como Na+, K+y Ca2+, mientras que la membrana de intercambio aninico est cargada positivamente, y es permeable para aniones. Una serie de estas celdas se coloca en el electrolito a depurar, de manera que al colocar un par de electrodos en el mismo y aplicar una corriente elctrica, los aniones y cationes presentes como soluto migrarn hacia el nodo y el ctodo respectivamente, atravesando las membranas catinica y aninica segn corresponda, y pasan a formar parte de un electrolito ms concentrado, obtenindose como producto un agua libre de minerales

1.2.2 PROCESO DE ELECTRODILISIS CON MEMBRANAS BIPOLARESLas membranas de intercambio inico, se puede combinar con las membranas bipolares y producir cidos y las bases de las sales correspondientes.Las membranas del intercambio catinico y aninico estn instaladas junto con las membranas bipolares en serie en forma alterna, entre dos electrodos segn lo ilustrado en la figura 2 y 3.La unidad de repeticin se compone de tres corrientes separadas del flujo, la corriente de alimentacin que contiene una sal y dos corrientes del flujo de la solucin del producto que contienen un cido y una base, respectivamente.

Figura 2. Diagrama que ilustra el principio de membranas bipolaresFuente: ALADJEM, T.C. (2011).Produccin de Salmuera a Partir de Rechazo de Desaladora o Residuo de Actividad Minera. Barcelona.

Figura 3. Diagrama que ilustra el principio de membranas bipolaresFuente: ALADJEM, T.C. (2011).Produccin de Salmuera a Partir de Rechazo de Desaladora o Residuo de Actividad Minera. Barcelona.

La utilizacin de la electrodilisis con las membranas bipolares es econmicamente muy atractiva y tiene una multiplicidad de usos potenciales interesantes como la recuperacin del regenerante de intercambiadores inicos, recuperacin de metales de las aguas de lavado de los procesos electrolticos, recuperacin de cidos y aminocidos orgnicos.El componente clave en este proceso, es la membrana bipolar. Su funcin y caractersticas determinan en gran parte la eficacia total del proceso. Una membrana bipolar debe tener alta capacidad de disociacin del agua, baja-48-resistencia elctrica, alta selectividad, vida til larga de operacin y deben ser estables frente a soluciones concentradas de cidos y bases

1.2.3 MEMBRANA La tecnologa de membrana se ha convertido en una parte importante de la tecnologa de la separacin en los ltimos decenios. La fuerza principal de la tecnologa de membrana es el hecho de que trabaja sin la adicin de productos qumicos, con un uso relativamente bajo de la energa y conducciones de proceso fciles y bien dispuestas. La tecnologa de la membrana es un trmino genrico para una serie de procesos de separacin diferentes y muy caractersticos. Estos procesos son del mismo tipo porque en todos ellos se utiliza una membrana. Las membranas se utilizan cada vez ms a menudo para la creacin de agua tratada procedente de aguas subterrneas, superficiales o residuales. Actualmente las membranas son competitivas para las tcnicas convencionales. El proceso de la separacin por membrana se basa en la utilizacin de membranas semi- permeables. El principio es bastante simple: la membrana acta como un filtro muy especfico que dejar pasar el agua, mientras que retiene los slidos suspendidos y otras sustancias. Hay varios mtodos para permitir que las sustancias atraviesen una membrana. Ejemplos de estos mtodos son la aplicacin de alta presin, el mantenimiento de un gradiente de concentracin en ambos lados de la membrana y la introduccin de un potencial elctrico.La membrana funciona como una pared de separacin selectiva. Ciertas sustancias pueden atravesar la membrana, mientras que otras quedan atrapadas en ella

1.2.3.1 MEMBRANA DE INTERCAMBIO CATINICOLas membranas catinicas presentan en su estructura cargas negativas fijas que repelen a los aniones. Como resultado de ello, las membranas catinica transfieren cationes pero no aniones.1.2.3.2 MEMBRANA DE INTERCAMBIO ANINICOLas membranas aninicas presentan en su estructura cargas positivas fijas que repelen a los cationes y permiten la transferencia de los aniones1.2.4 NODOSe denomina nodo al electrodo positivo de una clula electroltica hacia el que se dirigen los iones negativos dentro del electrolito, que por esto reciben el nombre de aniones1.2.5 CTODOEs el electrodo negativo, donde los iones (tomos cargados elctricamente) que se dirigen del nodo (electrodo positivo) al ctodo, reciben el nombre de cationes, y los iones que se dirigen del ctodo al nodo tienen el nombre de aniones. En griego antiguo (kathodos) significa: camino hacia abajo, pero Faraday la utiliz para referirse a un electrodo con carga negativa del cual fluye la corriente

1.3 DEFINICIONES CONCEPTUALES 1.3.1 CONTAMINACIN HDRICAEs una modificacin generalmente, provocada por el hombre, hacindola impropia o peligrosa para el consumo humano, la industria, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, as como para los animales y la vida natural. Las aguas superficiales son en general ms vulnerables a la contaminacin de origen antropognico que las aguas subterrneas, por su exposicin directa a la actividad humana

1.3.2 RIO CUNASNace en la laguna Runapa Huaunn, este ro es uno de los principales afluentes del ro Mantaro, entrega sus aguas sobre la margen derecha, frente a la ciudad de Huancayo

1.3.2.1 MONITOREO DE LOS PARMETROS FISICOQUMICOS Se ha tomado como referencia aunque muy puntual y sin registros cronolgicos continuos, los anlisis realizados por la intendencia de recursos hdricos del Inrena de marzo y septiembre del 2003, tomados en Chupaca y en el puente del cunas, casi en la desembocadura con el ro Mantaro, comparndolos con los parmetros del estndar nacionales de calidad ambiental para agua, categora 3 riego de vegetales y bebidas de animales (D.S 002- 2008-minam)

Tabla 01:Parametros Fisicoqumicos

Nota Fuente PAZCE, Z.D.K. (2010). Propuesta de Gestin Ambiental de la Subcuenca del Ro Cunas- Junn. Lima-Per.

1.3.3 CLORUROEl cloruro, en forma de ion , es uno de los aniones inorgnicos principales en el agua, su contenido procede de fuentes naturales, aguas residuales y vertidos industriales. El efecto antropgenico est mayormente asociado con el ion sodio.El in cloruro (Cl), es uno de los aniones inorgnicos principales en el agua natural y residual. El contenido de cloruros de las aguas naturales son variables y depende principalmente de la naturaleza de los terrenos atravesados, en cualquier caso, esta cantidad siempre es menor que la que se encuentra en las aguas residuales, ya que el cloruro de sodio o sal de mesa (NaCl) es comn en la dieta y pasa inalterado a travs del aparato digestivo.El aumento de cloruros en una muestra de agua puede tener orgenes diversos. Si se trata de una zona costera puede deberse a infiltraciones de agua del mar, en el caso de una zona rida este aumento se debe al lavado de los suelos producido por fuertes lluvias y en otros casos puede deberse a la contaminacin del agua por aguas residuales, etc. Un contenido elevado de cloruros puede daar las conducciones y estructuras metlicas y perjudicar el crecimiento vegetal, no as en las aguas de consumo humano donde no representan ms inconvenientes que el gusto desagradable del agua, adems de no plantear problemas de potabilidad1.3.4 SODIOAl igual que otros metales alcalinos, el sodio es un metal blando, ligero y de color plateado que no se encuentra libre en la naturaleza. El sodio flota en el agua descomponindola, desprendiendo hidrgeno y formando un hidrxido. En las condiciones apropiadas reacciona espontneamente en el agua. Normalmente no arde en contacto con el aire por debajo de 40C1.3.5 PRODUCCIN DEL CIDO Y BASELa produccin del cido y de la base usando electrodilisis es uno de los procesos ms importantes con la membrana bipolar. Las membranas bipolares pueden disociar elctricamente el agua en iones hidrgeno e hidrxido.Cuando estn utilizados conjuntamente con las membranas convencionales del catin y/o del anin en apilado de la clula, proporcionan un proceso para generacin del cido y de la base de la sal1.3.6 HIDROXIDO DE SODIOEl hidrxido de sodio es una base fuerte, se disuelve con facilidad en agua generando gran cantidad de calor y disocindose por completo en sus iones, es tambin muy soluble en etanol y metanol. Reacciona con cidos (tambin generando calor), compuestos orgnicos halogenados y con metales como el aluminio, estao y zinc generando hidrgeno, que es un gas combustible altamente explosivo1.3.6.1 APLICACIONES Y USOS DEL NAOHNormalmente las aplicaciones del hidrxido de sodio requieren de soluciones diluidas. Se usa en la manufactura de jabones y detergentes, papel, explosivos pigmentos y productos del petrleo y en la industria qumica en general. Se usa tambin en el procesamiento de fibras de algodn, en electroplateado, en limpieza de metales, recubrimientos xidos, extraccin electroltica y como agente de ajuste de pH. Se presenta tambin en forma comercial en limpiadores para estufas y drenajes. En la industria de alimentos tiene importancia en los procesos de pelado qumico1.3.7 ACIDO CLORHIDRICOEste compuesto se puede encontrar como gas licuado, donde se conoce como cloruro de hidrgeno, o como soluciones acuosas de diferentes concentraciones, que corresponden al cido propiamente dicho. A temperatura ambiente, el cloruro de hidrgeno es un gas incoloro o ligeramente amarillo con olor fuerte. En contacto con el aire, el gas forma vapores densos de color blanco debido a la condensacin con la humedad atmosfrica. El vapor es corrosivo y, a concentraciones superiores a 5 ppm, puede causar irritacin. La forma acuosa, comnmente conocida como cido muritico o clorhdrico es un lquido sin olor a bajas concentraciones y humeante y de olor fuerte para concentraciones altas1.3.7.1 APLICACIONES Y USOSLa mayora del cloruro de hidrgeno producido se consume en la industria qumica pero tiene aplicaciones difundidas en limpieza, desinfeccin y tratamiento de aguas. La produccin de cloruro de vinilo y otros hidrocarburos clorados consume grandes cantidades de cloruro de hidrgeno anhidro. Tambin se consume para la produccin de cauchos y polmeros clorados1.3.8 CONDUCTIVIDADEs una medida de la capacidad de una solucin acuosa para transmitir una corriente elctrica y es igual al recproco de la resistividad de la solucin.Dicha capacidad depende de la presencia de iones; de su concentracin, movilidad y valencia, y de la temperatura ambiental. Las soluciones de la mayora de los compuestos inorgnicos (ej. Aniones de cloruro, nitrato, sulfato y fosfato) son relativamente buenos conductores. Por el contrario, molculas de compuestos orgnicos que no se disocian en soluciones acuosas (ej. Aceites, fenoles, alcoholes y azcares) son pobres conductores de una corriente elctrica1.3.9 VOLTAJEEl voltaje es el diferencial elctrico entre ambos cuerpos, considerando que si ambos puntos establecen un contacto de flujo de electrones ocurrira una transferencia de energa de un punto al otro, debido a que los electrones (con carga negativa) son atrados por protones (con carga positiva), y a su vez, que los electrones son repelidos entre s por contar con la misma carga1.3.10 MUESTREOEl muestreo es por lo tanto una herramienta de la investigacin cientfica, cuya funcin bsica es determinar que parte de una poblacin debe examinarse, con la finalidad de hacer inferencias sobre dicha poblacin.La muestra debe lograr una representacin adecuada de la poblacin, en la que se reproduzca de la mejor manera los rasgos esenciales de dicha poblacin que son importantes para la investigacin. Para que una muestra sea representativa, y por lo tanto til, debe de reflejar las similitudes y diferencias encontradas en la poblacin, es decir ejemplificar las caractersticas de sta1.3.10.1MUESTREO PROBABILSTICO.- los mtodos de muestreo probabilsticos son aquellos que se basan en el principio de equiprobabilidad. Es decir, aquellos en los que todos los individuos tienen la misma probabilidad de ser elegidos para formar parte de una muestra y, consiguientemente, todas las posibles muestras de tamao n tienen la misma probabilidad de ser seleccionadas. Slo estos mtodos de muestreo probabilsticos nos aseguran la representatividad de la muestra extrada y son, por tanto, los ms recomendables.1.3.10.2 MUESTREO SIMPLE.-Es aquella que se recoge de una sola vez, reflejndose de esta forma las condiciones del medio en un momento concreto. Una muestra simple se lleva a cabo cuando se deseen analizar parmetros como el ph, el oxgeno disuelto, la temperatura, etc., que precisen una determinacin rpida1.3.10.3 TCNICAS DE MUESTREO.- en ros o cursos de agua ser preciso considerar diversos factores, tales como: profundidad, caudal, distancia a la orilla, etc. La muestra se tomar lo ms lejos posible de la orilla, procurando no remover el fondo y evitando los remansos o zonas de estancamiento.Para tomar una muestra del agua de un lago o de un ro se sujetar el frasco por el fondo en posicin invertida, sumergindolo completamente y dndole la vuelta en sentido contrario a la corriente (ro) o desplazndolo horizontalmente en la direccin de la boca del frasco (lago)1.4 FORMULACION DE HIPOTESIS

1.4.1 HIPTESIS GENERALSe obtiene NaOH y HCl mediante electrodilisis con membrana bipolar a partir de sales cloruro y sodio contaminantes del rio cunas - Chupaca.1.4.2 HIPTESIS ESPECFICAS1. El tipo de muestreo adecuado para el Rio Cunas Chupaca es de tipo compuesto.2. La toma de muestra es a los extremos y al medio del rio cunas- Chupaca, en cada punto de muestreo.3. La conductividad influye en la cantidad de solidos disueltos, es decir, concentracin de sales de cloruros y sodio, contaminantes del rio cunas.4. El voltaje ptimo para la disociacin de iones es 25 voltios.

1.5 ESTUDIO DE MERCADO

1.5.1 EL PRODUCTO1.5.1.1 NaOH El hidrxido de sodio industrialmente se utiliza como disolucin por su facilidad de manejo. Es soluble en agua, desprendindose calor. Absorbe humedad y dixido de carbono del aire y es corrosivo de metales y tejidos. Es usado en sntesis, en el tratamiento de celulosa para hacer rayn y celofn, en la elaboracin de plsticos, jabones y otros productos de limpieza, entre otros usos. Se obtiene, principalmente por electrlisis de cloruro de sodio, por reaccin de hidrxido de calcio y carbonato de sodio y al tratar sodio metlico con vapor de agua a bajas temperaturasPor esta razn, los valores indicados en la tabla siguiente deben ser considerados exclusivamente como orientativos:Tabla 02: Ficha tcnica del NaOHNombre ComercialSosa custica lquida

SinnimosSosa Custica, leja

DefinicinProducto de consumo intermedio (insumo) con concentraciones de, de acuerdo al producto final que se desea obtener (plsticos, jabones y otros productos de limpieza, entre otros usos). Obtenido por electrodialisis con membranas bipolares.

Formula Qumica NaOH

Peso molecular39.99713 g/mol

Uso Fabricacin de papel, tejido y detergentes.

Composicin /informacin sobre los componentesNombre del componentePorcentaje p/p

Hidrxido de sodio45 % a 75%

Propiedades fsicas y Qumicas

Estado fsico Lquido

ColorClaro transparente

OlorInodoro

Punto de fusin [C]12C

Punto de Ebullicin [C]140C

Densidad1.53 kg/

Ph14

Solubilidad en agua100%

Lmites de explosin-Inferior [%]N.A

Lmites de explosin- superior [%]N.A

Etiqueta Nombre y marca del producto: Contenido neto en volumen: Composicin: Elaborado por. direccin y telfono: Fecha de vencimiento: Registro sanitario: Ficha de seguridad: Advertencia: Peligro de salud, Peligro de inflamabilidad y Peligro de Reactividad

Nota Fuente Hoja de Seguridad para Sustancias Qumicas Hidrxido de Sodio solucin1.5.1.2 HCl

Este compuesto se puede encontrar como gas licuado, donde se conoce como cloruro de hidrgeno, o como soluciones acuosas de diferentes concentraciones, que corresponden al cido propiamente dicho. A temperatura ambiente, el cloruro de hidrgeno es un gas incoloro o ligeramente amarillo con olor fuerte. En contacto con el aire, el gas forma vapores densos de color blanco debido a la condensacin con la humedad atmosfrica. El vapor es corrosivo y, a concentraciones superiores a 5 ppm, puede causar irritacin. La forma acuosa, comnmente conocida como cido muritico o clorhdrico es un lquido sin olor a bajas concentraciones y humeante y de olor fuerte para concentraciones altasPor esta razn, los valores indicados en la tabla siguiente deben ser considerados exclusivamente como orientativos:Tabla 03: Ficha tcnica del HClNombre Comercialcido Clorhdrico

Sinnimoscido Hidroclrico(solucin acuosa), cido Muritico (solucin acuosa),Cloruro de Hidrgeno (gas, Anhidro),

DefinicinProducto de consumo intermedio (insumo) con concentraciones de, de acuerdo al producto final que se desea obtener (La mayora del Cloruro de Hidrgeno producido se consume en la industria qumica pero tiene aplicaciones difundidas en limpieza, desinfeccin y tratamiento de aguas.). Obtenido por electrodialisis con membranas bipolares.

Formula Qumica HCl

Peso molecular36.46 g/mol

Uso Fabricacin de papel, tejido y detergentes.

Composicin /informacin sobre los componentesNombre del componentePorcentaje p/p

Hidrxido de sodio25 % a 38%

Propiedades fsicas y Qumicas

Estado fsico Lquido

ColorIncoloro transparente

OlorPicante, irritante

Punto de fusin [C]-48.2C (31.27%)

Punto de Ebullicin [C]90C (31.24%)

Densidad1.19 g/ (30%)

Solubilidad en agua823 g/L (0C), alcohol, ter, benceno

Etiqueta Nombre y marca del producto: Contenido neto en volumen: Composicin: Elaborado por. direccin y telfono: Fecha de vencimiento: Registro sanitario: Ficha de seguridad: Advertencia: Peligro de salud, Peligro de inflamabilidad y Peligro de Reactividad

Nota Fuente Hoja de Datos de Seguridad para Materiales Peligrosos. cido Clorhdrico

1.5.2 MERCADO OBJETIVO1.5.2.1 Mercado MundialLa sosa custica se destina a variados usos finales, sin embargo la Industria Qumica consume cerca del 40% de la produccin mundial. Existen dos usos finales donde es posible realizar las estimaciones de consumo ms exactas: la produccin de almina y la produccin de pulpa y papel, las cuales se calcula consumen casi otro 30% de la demanda mundialEl HCl usado mundialmente para eliminar residuos de caliza, adems destaca en la industria alimentaria en la produccin de la gelatina, en metalurgia se utiliza para remover la capa de xido que recubre un metal, previo a procesos como galvanizado, tambin en la manufactura de poli cloruro de aluminio o de cloruro frrico, resinas de intercambio inico1.5.2.2 El Mercado Peruano de cidos y Bases La industria de fabricacin de sustancias qumicas bsicas se articula hacia atrs con otros sectores por el nivel de consumo de insumos nacionales principalmente vinculados al sector minero, as como de los recursos naturales para la elaboracin de productos qumicos orgnicos. En lo referente a los materiales utilizados se articula con la industria metalmecnica y la industria de envases de vidrio. Por otro lado, se articula hacia adelante con el subsector textil, el cual constituye uno de los rubros ms atractivos para el suministro de qumicos (colorantes e insumos para el blanqueo de las telas), dado el potencial de crecimiento de la produccin local. Otras industrias a las que atienden son las del papel, cuero, alimentos, adems del tratamiento de agua1.5.2.3 Produccin de Lima Segn fuentes de la SUNAT, el total de empresas operativas registradas a diciembre del 2000 asciende a 175 unidades productivas. Cabe resaltar que la informacin proporcionada est referida al total de empresas manufactureras y de servicios relacionadas con esta rama industrial de diferente escala de produccin (micro, pequeas, medianas y grandes empresas). Segn su distribucin geogrfica, en Lima se hallan establecidas 104 empresas (59,4%); seguido de Callao con 20 empresas (11,4%), La Libertad con 8 empresas (4,6%) y Arequipa con 7 establecimientos (4,0%), entre otros. 1.5.2.4 Mercado Lima es el mercado principal de produccin de cido clorhdrico e hidrxido de sodio del Per.1.5.2.4.1 Segmentacin de MercadoA) Segmentacin SocioeconmicaNivel A, B, C, D (medio bajo hasta alto)B) Segmentacin Geogrfica Ciudad: Lima Regin: Lima Clima: Hmedo Densidad Poblacional : 269.1 personas/km2C) Segmentacin Demogrfica Edad: > 18 aos Sexo: Varn y mujer Ingresos: >S/. 950 Educacin: Pblica y PrivadaD) Segmentacin PsicogrficaHbitos de Compra: Produccin Clase Social: Media y alta

1.5.2.4.2 Localizacin del mercado El mercado tentativo en el inicio de nuestra empresa se encuentra dentro de la Regin de Lima y distintos departamentos de nuestro pas, donde existen fbricas de jabn, tratamiento de agua, fbricas de papel y fbricas de productos de limpieza, que requieran de nuestros productos de consumo intermedio.1.5.3 ANALISIS DE LA DEMANDA 1.5.3.1 NaOHLa demanda de soda custica est creciendo mucho ms rpido que la demanda de cloro, particularmente gracias a la demanda de los sectores de celulosa, aluminio y qumicos. El pas necesita ms soda que cloro. Brasil es uno de los que importando una gran cantidad de soda custica: 1,2 millones de toneladas el ao pasado, un aumento de 10%. Brasil importa cerca del 50% de su consumo. Es un importador neto y seguir sindolo durante harto tiempoTambin hubo una mayor produccin en sustancias qumicas bsicas, particularmente en xidos, carmn de cochinilla, soda custica, colorantes qumicos y naturales

1.5.3.2 HCl1.5.3.2.1 Produccin y consumo nacional La produccin de cido clorhdrico en el 2010 alcanz 258,374 TM. Las exportaciones fueron de 9,879 TM y correspondieron a la produccin de cido en concentraciones al 33%. Por su parte, las importaciones sumaron 58.7 TM y correspondieron a cido clorhdrico para uso en laboratorio, en su mayora qumicamente puro.Tabla N 04Descripcin/Aos2010

Produccin258374

(+) Importaciones58.7

(-) Exportaciones 9879.8

Consumo Aparte 248552.9

P

roduccin y consumo 2010Nota Fuente Sociedad Nacional de Industrias.Quimpac S.A. es la nica empresa que produce cido clorhdrico en el Per, en concentraciones al 33%; tiene dos plantas de produccin: una en Oquendo y otra en Paramonga.La produccin de Quimpac en el 2010 fue de alrededor de 258,356 TM30, de las cuales 89% lo consumi en sus procesos de produccin. Un 7.16% fue comercializado a nivel local y el restante 3.81% fue exportado principalmente a Sudamrica.El 60% de sus ventas locales (aproximadamente 11,100 TM) fue comercializado a empresas que lo utilizan para consumo propio en sus procesos productivos. Sus principales clientes locales son Yanacocha, Backus, Sales y Derivados, SiderPeru, Productos de Acero, Refinera La Pampilla, Intradevco, Trupal, Ajinomoto, Alicorp, Leja Liguria, Industrias del Espino, Aris Industrial, Innova Andina y Papelera Nacional.El restante 40% (aproximadamente 7,400 TM) lo vendi a Quimex S.A., Brenntag y A&D Qumicos. A Quimex alrededor del 70%, es decir 5,180 TM; a AID Qumicos alrededor del 25% (1,850 TM) y a Brenntag el 5% (370 TM). Cabe destacar que Quimex S.A. y Brenntag se dedican a la comercializacin y distribucin de insumos qumicos y A&D Qumicos a la fabricacin y venta, tambin de insumos qumicos, pero tambin de productos de limpieza en general.Tal como se comenta en el punto 2.2.1, Quimpac S.A. realiza el 60% de sus ventas locales a empresas que utilizan el cido clorhdrico para consumos propios en sus procesos productivos. Sus principales clientes locales son Minera Yanacocha, Backus, Sales y Derivados, SiderPeru, Productos de Acero, Refinera la Pampilla, Intradevco, Trupal, Ajinomoto, Alicorp, Leja Liguria, Industrias del Espino, Aris Industrial, Innova Andina y Papelera Nacional.El restante 40% lo vende a Quimex S.A., Brenntag y A&D Qumicos. A Quimex alrededor del 70%, es decir 5,180 TM, a A&D Qumicos alrededor del 25% (1,850 TM) y a Brenntag el 5% (370 TM). Cabe destacar que las dos primeras firmas se dedican a la comercializacin y distribucin de insumos qumicos y la ltima, a la fabricacin y comercializacin de insumos qumicos y productos de limpieza en generalTabla N 05Importaciones por empresas TM

Nota Fuente Sociedad Nacional de Industrias.1.5.3.3 PRECIO DEL PRODUCTO (Px)El precio estimado para nuestro producto es de:NaOH: $.400-600 por TMHCl: $.180-200 por TM1.5.4 ANLISIS DE LA OFERTA1.5.4.1 NaOHLos productos que marcan la tendencia del crecimiento del subsector y determinan la evolucin del ndice de volumen fsico son el cido clorhdrico, el cido sulfrico al 98%, el oxgeno y la soda custica lquida, cuyos volmenes de produccin en el perodo 1995-2000 se incrementaron en 124,1%, 175,6%, 242,0% y 52,0% respectivamente. Asimismo se hace seguimiento a otros productos derivados, tal como se muestra en el siguienteTabla N 06 Produccin de los principales productosNota Fuente Descripcin del subsector.1.5.4.2 HClLa produccin de Quimpac en el 2010 fue de alrededor de 258,356 TM30, de las cuales 89% lo consumi en sus procesos de produccin. Un 7.16% fue comercializado a nivel local y el restante 3.81% fue exportado principalmente a SudamricaTabla N 07Produccin nacional TM-2010Nota Fuente Sociedad Nacional de Industrias1.5.5 ESTRATEGIA DE MARKETING1.5.5.1 MIX DE MARKETING1.5.5.1.1 PRODUCTOS Los productos introducidos al mercado en una sola presentacin, distribuidos en camiones cisterna de capacidad de 9 a 18 TM para la pequea, mediana y gran empresa, habiendo pasado previamente por controles de calidad debido a que nuestro producto es obtenido mediante otro mtodo ms sencillo.1.5.5.1.2 PRECIOLa segmentacin de producto ir acompaada por un precio distinto. Para un producto de NaOH se otorgar descuentos por volmenes mayores de compra. De igual manera para el producto HCl se ofrecer trminos de pago ms amplios segn sea los volmenes que requiera el consumidor empresario. As mismo se programa ofertas para el consumidor.1.5.5.1.3 PLAZA A travs de distribuidores exclusivos. Por canales determinados que pretenden dar un prestigio mayor al producto y dirigirse a los segmentos de mercado es decir a pequea, mediana y gran empresa dedicadas a la produccin de jabones, papeles, productos de limpieza, etc. Que requieren de NaOH y HCl productos intermedios necesarios para tal fin. Establecer almacenes regionales para facilitar la entrega. Asignar hombres claves para la atencin de clientes especiales.

1.5.5.1.4 PROMOCIN Descuentos especiales para los primeros compradores de un producto nuevo. Ofrecer seminarios de entrenamiento para los usuarios de nuestros productos. Promociones concretas a segmentos especficos (pequeas y medianas empresas). Anunciar en diarios o en revistas especializadas en el campo.

1.5.6 DEMANDA PARA EL PROYECTONo se ha encontrado demanda insatisfecha en Per.1.5.7 PLAN DE VENTASPara este proyecto la empresa manejar una cuenta en el Banco para las transacciones comerciales, tomando en consideracin su solvencia, prestigio y por contar con sucursales a nivel nacional, lo que facilitara en gran medida la forma de operar de la empresa.Una vez que el Gerente de Comercio Exterior nacionalice la mercadera y coordine la logstica, la misma que permitir reducir costos y trabajar eficientemente; sta ser ofertada a los principales consumidores. El Gerente de ventas otorgar a los clientes toda la informacin acerca de la empresa y de los productos de NaOH y HCl segn sea el requerimiento segn su fin de produccin mediante una muestra, adems se adjuntar una cotizacin donde figuren las caractersticas de la sosa custica tanto fsicas como qumicas al igual que el HCl, as como su precio de cada uno de ellos, costos de transportacin (flete) y el tiempo de entrega.En un lapso de 15 das la empresa contactar nuevamente a los clientes para registrar todos los requerimientos y con esto sellar la negociacin.Despus de que los clientes ya estn potencialmente negociados se les proporcionar asesoras tcnicas, de acuerdo con la identificacin que se haga de sus necesidades prioritarias, con miras a fortalecer su capacidad de trabajo.Las primeras compras que realicen nuestros clientes, dependiendo del monto de la compra y de las condiciones del contrato; estas podrn ser de contado o se les dar un plazo de 20 a 30 das para su pago.1.5.8 ESTUDIO DE LOS PRECIOSDespus de haber analizado el mercado y a los proveedores de sosa custica liquida y cido clorhdrico a nivel nacional, hay que analizar factores como las condiciones de venta y servicio de posventa que los proveedores nos ofrecen, el servicio al cliente y el nivel de seriedad que la empresa transmite. Cabe mencionar que los precios varan dependiendo del proveedor, el mismo que flucta entre 180-200$ por TM el precio del cido clorhdrico, mientras que el precio del hidrxido de sodio entre 400-600 $ por TM.

1.5.9 ESQUEMA DE COMERCIALIZACIN1.5.9.1 ORGANIZACINPor su parte la compaa QUIMIRONE S.A. estar constituida por dos profesionales, mientras que para el adecuado funcionamiento de la misma se necesitar de un jefe que se encargue de la direccin y control de compaa y de 5 trabajadores.1.5.9.1.1 OrganigramaA continuacin se detallan las funciones encargadas al personal: a) Gerente General.- Las actividades que tiene a cargo son las siguientes: Administrar al personal Planificar las actividades a llevar a cabo Supervisar al personal Tomar decisiones en el momento preciso.

b) Contador.- Se encargar de las siguiente actividades: Llevar contabilidad e impuestos Elaborar los estados financieros Manejar caja chica Cobrar los valores producto de las ventas

c) Ing. Comercio Exterior.- Se encargar de las siguientes actividades: Elaborar documentacin para importacin Ejecutar todos los requisitos y formalidades exigidos por las leyes peruanas. Control de la llegada de la mercadera y comprobar su buen estado Seleccin de Proveedores Llevar a cabo las negociaciones con proveedores internacionales Visita a los compradores para recepcin de sugerencias, quejas, pedidos, etc.

d) Ventas.- Se encargar de las siguientes actividades: Elaborar reportes de ventas Informar a los clientes de las caractersticas del producto Fijar precios competitivos Determinar a la competencia1.5.9.2 COMERCIALIZACINLa comercializacin del producto no es la simple transferencia de productos hasta las manos del consumidor, esta actividad debe conferirle al producto los beneficios de tiempo y lugar; es decir, una buena comercializacin es la que coloca al producto en un sitio y momento adecuados, para dar al consumidor la satisfaccin que l espera con la compra. Nuestra principal herramienta para atraer y captar la cuota de mercado se basar en la visita a cada uno de nuestros potenciales clientes o plantas industriales de la ciudad de Lima que utilizan la sosa custica liquida y cido clorhdrico como materia prima para la elaboracin del sus productos terminados o finales, la misma que ser entregada TM segn sea el pedido, con el objetivo de que estos puedan determinar la calidad del producto ofrecido. 1.5.9.3 CANAL DE VENTAEl canal de distribucin que se ha elegido para que nuestros productos llegue al mercado es el de: Comprador - usuarios industriales, este es el canal ms frecuente para los productos de uso industrial ya que es ms corto y l ms directo. Dentro de las principales funciones de nuestro canal de distribucin estn: Centralizar decisiones bsicas de la comercializacin. Contribuyen a reducir costes en los productos debido a que facilitan almacenaje, transporte. Intervienen en la fijacin de precios, aconsejando el ms adecuado. Tienen una gran informacin sobre el producto, competencia y mercado. Posicionan al producto en el lugar que consideran ms adecuado. Intervienen directa o indirectamente en el servicio posventa. Reducen los gastos de control. Vender el producto en lugares de difcil acceso y no rentables al fabricante.1.5.10 ESTUDIO DE LOCALIZACION DE LA PLANTA1.5.10.1 Estudio de Factores de LocalizacinSegn el estudio de realizado, se tiene la informacin de que la mayor concentracin de sales de sodio y cloruros que es nuestra materia prima principal para la obtencin de cido (HCl) y base (NaOH) se encuentra en los alrededores del Rio Cunas- Chupaca, especficamente a inmediaciones del Puente del Rio Cunas. Para establecer la localizacin de nuestra planta se recurrir a los factores de localizacin en relacin a los diversos lugares posibles de ubicacin y de alternativas que se presentan considerando para ello la Provincia de Chupaca. A. Abastecimiento de Materias PrimasEl sistema de acopio de las aguas provenientes del Rio Cunas tendr que ser en forma directa y almacenada en tanque.B.Fuentes de Abastecimiento de AguaEn la provincia de Chupaca se cuenta con agua potable, de la institucin (E.P.S. Mantaro - CHUPACA) que suministra agua a toda la regin central, por lo tanto, hay disponibilidad de este recurso. C.Suministro de Energa ElctricaSe cuenta con los servicios de energa elctrica de la empresa ELECTROCENTRO, cuyo consumo promedio de Electricidad es: 48 49 Kwh mensualmente.D.Proximidad del MercadoComo el producto se comercializar en Lima y sus alrededores, entonces no se cuenta con facilidades para llegar a dicho mercado tan rpidamente debido al tramo de la carretera central. Pero, a travs del mercadeo podremos identificar y descubrir los productos y, servicios que satisfacen las necesidades de los consumidores con el objetivo de generar al mximo los beneficios para la empresa.En base a esta idea es necesario reflexionar y poner en prctica todas las estrategias que sean necesarias para lograr mayores ventas con los mejores resultados. E. Mano de obraEl nmero mnimo de personas para operar en la obtencin de cido y base mediante le mdulo de electrodialisis con membrana bipolar es dos profesionales, mientras que para el adecuado funcionamiento de la misma se necesitar de un jefe que se encargue de la direccin y control de compaa y de 5 trabajadores.F. MEMBRANASLa adquisicin de las membranas bipolares, se realizar mediante la empresa FUMA TECH.G. Accesos de Vas de ComunicacinSe cuenta con carreteras con buenas condiciones, siendo la principal la carretera central.H. TerrenoEn Chupaca se cuenta con un local de 200 , el cual es donado por la comunidad.I. Influencia del Medio AmbienteLas condiciones climticas son variables mayormente en temporadas de invierno.1.5.10.2 CONCLUSIN DE LA LOCALIZACIONLa localizacin fue determinada por la proximidad de materias primas y la disponibilidad de los factores.1.5.11 ESTUDIO DEL TAMAO DE PLANTA 1.5.11.1 ESTUDIO DE LAS VARIABLES TAMAO MERCADO El tamao de planta para la produccin NaOH y HCl depende del mercado. En este caso el mercado abarcar a nivel nacional tanto como la zona centro. El cual cumplir con las exigencias de normas en control de calidad.1.5.11.2 ESTUDIO DE LAS VARIABLES TAMAO DISPONIBLES DE RECURSOS (ESTADSTICAS)Se puede observar en el siguiente cuadro que los iones sodio y cloruro materia prima muy importante va en aumento teniendo suficiente material para abastecer la produccin NaOH y HCl.Tabla 07:Parametros Fisicoqumicos

Nota Fuente PAZCE, Z.D.K. (2010). Propuesta de Gestin Ambiental de la Subcuenca del Ro Cunas- Junn. Lima-Per.

1.5.11.3 ESTUDIO DE LAS VARIABLES TAMAO LOCALIZACINHaciendo el anlisis respectivo se vio que existe una necesidad de impulsar la industrializacin en la Regin Junn. La capacidad de produccin del proyecto, requiere minimizar los gastos de operacin, los cuales permiten reducir los costos de fabricacin y distribucin. La produccin de NaOH y HCl no genera externalidades txicas resaltantes por lo tanto podemos localizarnos en la zona urbana. Adems se tom en cuenta otros factores importantes como son: el mercado y la materia prima.Por este motivo se determin que la localizacin de la planta sea en:Departamento: JunnProvincia : Chupaca

1.5.11.4 ESTUDIO DE LAS VARIABLES TAMAO FINANCIAMIENTOEl financiamiento ser aportado por los socios de la empresa, la que usualmente est orientada a financiar el activo fijo intangible que inicialmente se requerir al crear legalmente la organizacin tal como los gastos de constitucin de la empresa, pero fundamentalmente est orientado a financiar el capital de trabajo que requiera la misma.1.5.11.5 ESTUDIO DE LAS VARIABLES TAMAO DE PLANTA ASPECTO AMBIENTAL (EIA)Los factores de contaminacin tanto en orden de magnitud e importancia en el aire, suelo y agua son mnimas por la capacidad de la planta y esto hace que el proyecto sea factible realizarlo.1.5.11.6 TAMAO DE PLANTA INDUSTRIAL PROPUESTO: EXPRESADO EN UNIDADES FSICAS POR AO O POR MESMasa crtica tcnica1. Determinacin del tamao de planta.Si utilizamos la ecuacin que nos relaciona la inversin y tamao de planta de un proyecto anterior para obtener un estimado del tamao de planta conocida su inversin, se tiene:

..(1)Entonces de las referencias: Inversin de $103248 para una planta de obtencin de NaOH y HCl de una capacidad de 99.48Tn/da. Costo de operaciones es de $500/TM para el NaOH y de $200/TM para el HCl (Fuente: Planta de produccin de cido actico).

El proyecto debe estar financiado no menos de $20 000.

Aplicando la ecuacin anterior obtendremos un tamao de planta estimado;(el exponente alfa se tomar como 0,65 regla de los 6/10)

Este valor puede ser tomado como partida para la capacidad de la planta para ambos productos.

2. Determinacin del costo unitario de operacionesDe la relacin:

...(2)Entonces para nuestro caso NaOH:

Entonces para nuestro caso HCl:

Este costo es slo referencial, ya que la tecnologa que se escoger va a diferenciarse en el rendimiento y utilizacin de materia prima, insumos, mano de obra y equipos.

El tamao de la Planta de Obtencin de NaOH y HCl se realiza mediante el total de produccin que se llevara a cabo en un ao. Capacidad Plena: 99.48 TM/da 1.5.12 ESTUDIO ECONOMICO Y FINANCIEROLa factibilidad del proyecto ha sido determinada para un nivel de inversin que presenta la siguiente composicin.a. Total de activos fijos: $ 11140.800b. Intangibles: $ 167.493c. Capital de trabajo: $ 781.648d. Imprevistos $ 659.7001.5.12.1 VALORACIN DE VARIABLES TCNICAS:Tabla 08 Valorizacin de alquiler del terrenoItemm2$ /m2Subtotal

Terreno0.0000.0000.0

Nota Fuente: Elaboracin Propia

Tabla 09 Valorizacin de Obras FsicasItemm2$/m2Total ($)

Planta de Operaciones1104.1451

Almacn de Materia Prima y Producto128.399.6

Almacn para conservacin 812.596.25

Laboratorio de Control de Calidad327.680.04

rea de Oficinas 2412.5300

rea verde1015.0150

Servicios Higinicos258.0196.8

TOTAL191.2001373.7

Nota Fuente: Elaboracin Propia

Tabla 10 Valorizacin de Muebles y Equipos de OficinaMuebles y otrosCantidadValor de Adquisicin Unitario ($)Valor de Adquisicin Total ($)

Compuatdora1862.1862.1

Silla 430.2120.8

Mesa120.720.7

mueble para computadora155.255.2

Archivador1120.7120.7

Reloj13.43.4

1182.9

Nota Fuente Elaboracin propia

Tabla 11 Valorizacin de instalaciones de serviciosItemCosto por item ($)Costo total ($)

Telfono6.96.9

Electricidad10.310.3

Agua34.534.5

51.7

Nota Fuente: Telefnica del Per, Electro Centro

Tabla 12 Valorizacin en Estudios PreviosItemCosto por item ($)

Estudio de mercado10.3

Recopilacin de datos4.1

Impresiones1.7

Pasajes3.4

19.5

Nota Fuente: Elaboracin propia

Tabla 13Valorizacin para la Constitucin de la EmpresaItemCosto por item ($)Costo total ($)

RUC (SUNAT)8.68.6

Licencia municipal17.517.5

Registro Contable5.75.7

Registro de marcas y patentes25.925.9

DIGESA103.4103.4

161.1

Nota Fuente: INDECOPI

1.5.13 ESTUDIO Y EVALUACION AMBIENTAL

1.5.13.1 Descripcin de externalidadesLas principales fuentes de generacin de residuos lquidos en la industria de obtencin de NaOH y HCl, son aquellos q la membrana no los deja pasar.1.5.13.2 EVALUACIN DE IMPACTO AMBIENTALAun no se tiene un estudio claro de los posibles efectos medioambientales derivados de la obtencin de NaOH y HCl. Pero de ser el caso nos encargaremos de contrarrestarlo.1.5.13.3 Marco LegalTodo trabajo de investigacin est regido por normas que necesariamente se deben aplicar para que sea considerado vlido. El desarrollo del Estudio de Impacto Ambiental, como trabajo de investigacin, estar sujeto al cumplimiento de las normas o requerimientos basados en los dispositivos legales siguientes:Constitucin Poltica del PerArtculo 2: Establece que es derecho fundamental de la persona el gozar de un ambiente equilibrado y adecuado para el desarrollo de su vida.Artculos 66, 67, 68, 69: En ellos se establece que los recursos naturales no renovables son patrimonio de la nacin, promoviendo el Estado el uso sostenible de estos.Ley Marco para el crecimiento de la Inversin Privada (D.L. N 757)Artculo 50: Establece que las autoridades competentes relacionadas con el medio ambiente y los recursos son los Ministerios de cada sector.Artculo 51: Establece que cada autoridad determinar las actividades con riesgo ambiental, que pueden extender los niveles tolerables de contaminacin o dao ambiental.Ley Forestal y de Fauna Silvestre (D.L. N 21147)Establece la conservacin de los recursos forestales y de fauna, determinando su rgimen de uso racional mediante la transformacin y comercializacin de los recursos que se deriven de ellos.Nuevo Cdigo Penal (D.L. N 635)Establece la conservacin al medio ambiente como bien jurdico de carcter socioeconmico. La Ley sanciona los delitos contra Recursos Naturales y el Medio Ambiente del Estado.

CAPITULO II

2. DESARROLLO DEL MODELO DE CLCULO

Debido a que la informacin necesaria para el diseo del equipo de electrodialisis con membranas bipolares es escasa, nosotros lo realizaremos de manera emprica, y con criterios que nos parecen los adecuados en el diseo del equipo a nivel de laboratorio. De la siguiente manera:

2.1 MEMBRANASLas dimensiones de las membranas deben limitarse a un tamao tal que puedan ser manipuladas con facilidad, se debe de emplear la mxima cantidad de rea de membrana, ya que el coste de las membranas constituye un apartado importante en el coste del mdulo de electrodialisis con membranas bipolares. Ello exige que se inutilice la menor cantidad posible de rea de membrana en el sellado de los bordes. El rea de membrana total (tamao de planta), necesario para alcanzar un determinado grado de transferencia. Sealando que se le har cuatro orificios, situados uno en cada esquina de la parte inferior y en la esquina superior diagonalmente opuesta a aquella. Tabla 14MEDIDASFTCM-EFTAM-EBipolar

Altura (cm)Largo (cm)Espesor (mm)rea Total rea efectiva Orificios dimetro (cm)30300.17900576230300.16900576230300.209005762


Figura 4. Diagrama de las medidas de la membranasFuente: Elaboracin propia.

2.2 ESPACIADORES El diseo se basa principalmente por el tamao de membrana a utilizar, y debido a que se ha comprobado que la celda que resulta el de mayor porcentaje de obtencin de NaOH y HCl es cuando la distancia entre membrana 4 mm. Sealando que se le har cuatro orificios, situados uno en cada esquina de la parte inferior y en la esquina superior diagonalmente opuesta a aquella. Tabla 15MEDIDASESPACIADOR

Altura (cm)Largo (cm)Espesor (cm)Orificios dimetro (cm)30300.32


Sealando que por los espaciadores atravesaran tubos y mediante estos se har la alimentacin de muestras de agua del rio cunas que estarn almacenadas en tanques de 5L y tambin la descarga de NaOH y HCl obtenido, las cuales tendrn las siguientes medidas.MEDIDAS

Dimetro (cm)Longitud (cm)0.27

Tabla 16Nota Fuente: Elaboracin propia

Figura 5. Diagrama Fuente: Elaboracin propia.

2.3 ELECTRODOS Los electrodos utilizados en el equipo de electrodilisis son de los siguientes materiales: nodo de titanio platinizado de 20cm x 0.4cm. Ctodo de acero inoxidable 316 de 20cm x 0.4cm

2.4 MATERIAL DE ACRILICO

La celda tiene dos placas de acrlico en los extremos permitiendo mantener el sistema a presin, proporcionando estabilidad y resistencia al conjunto de celdas. Sealando que se le har cuatro orificios, situados uno en cada esquina de la parte inferior y en la esquina superior diagonalmente opuesta a aquella.

Tabla 17MEDIDASMATERIAL ACRILICO

Altura (cm)Longitud (cm)Espesor (cm)40403



2.5 JEBE Son utilizadas para evitar fugas, y sus medidas van de la mano de las membranas.

Tabla 18MEDIDASJEBE

Altura (cm)Largo (cm)Espesor (mm)Orificios dimetro (cm)30300.052


Figura 7 Diagrama Fuente: Elaboracin propia.

2.6 COMPARTIMIENTO DE ELECTRODOS Tabla 19MEDIDASCOMPARTIMIENTO

Altura (cm)Largo (cm)Espesor (cm)Orificios dimetro (cm)303022



CAPITULO IIIPARTE EXPERIMENTAL

3.1 MATERIALES 3.3.1 MEMBRANASUna membrana de intercambio catinico, una membrana de intercambio aninico y dos membranas bipolares de rea efectiva de 576 cada una, fueron usadas en el equipo de electrodialisis.

Tabla 20CARACTERISTICAS DE LA MEMBRANAFTCM-EFTAM-EBipolar

Resistencia elctrica (/)

Capacidad de intercambio inico (meq/g membrana)

Espesor (mm)2.5-3.5

1.5-1.8

0.17-0.192.5-3.5

1.4-1.7

0.16-0.18-

-

0.25

Nota Fuente MEDINA, C.J. (2009).Desarrollo de Mdulos de Electrodilisis para Desalinizacin para la Desalinizacin de Parmetros Fsicos y Evaluacin Experimental de Modelo Difusional. Lima-Per. 3.3.2 ELEMENTOS DEL PROCESO DE ELECTRODIALISIS

3.3.2.1 ELECTRODOS

Los electrodos utilizados en el equipo de electrodilisis son de los siguientes materiales: nodo de titanio platinizado de 30cm x 0.4cm. Ctodo de acero inoxidable 316 de 30cm x 0.4cmSi bien estos son una parte costosa del proceso, se puede reducir el costo al utilizar ambos de acero inoxidable.Los electrodos metlicos situados en los extremos se emplean para conducir la C.C a travs de ella. Los compartimientos de los electrodos se sitan junto a los electrodos y estn formados por el electrodo, el grosor del compartimiento es de 2cm.

3.3.2.2 TANQUES DE SOLUCIN

Tres tanques de almacenamiento de 5L de capacidad, una para el NaOH, otra para el HCl y una para la muestra de agua del Rio Cunas.

3.3.2.3 ESPACIADORES

Tres espaciadores son encargados de separar las membranas y proporcionar un camino para el fluido circulante.Los espaciadores estn formados de polietileno de baja densidad, con un espesor de 1mm aproximadamente, tienen forma rectangular con cuatro orificios, situados dos en una esquina de la parte inferior y los otros dos en la esquina superior diagonalmente opuesta a aquella, que se corresponden con los que tienen las membranas dispuestos de la misma forma. Cuando la pila est ensamblada de forma apropiada, proporcionan canales de flujo a travs de los cuales fluyen las disoluciones de cido y base, tambin sellan las celdas, a la vez que soportan las membranas, y generan turbulencias que aumentan el transporte inico por conveccin.

3.3.2.4 JEBES

Para que no exista fugas en el mdulo de electrodialisis de tipo filtro prensa es necesario el uso de jebes de forma cuadra las que se ubicaran entre membranas y compartimientos, cada una de los jebes tendr una medida de 0.05cm de espesor.

3.3.2.5 FUENTE ELECTRICA

Una fuente de alimentacin fue usada para proporcionar corriente continua, el voltaje de trabajo es manipulado desde la misma fuente cuyo rango es de (0 a 30 voltios).

3.3.2.6 TORNILLOSe usara cuatro tornillos de acero con cabeza hexagonal de longitud de 15cm los cuales atravesaran los cuatro orificios de cada elemento de material el cual forman el mdulo de electrodialisis con membranas bipolares, de tal manera que al colocarles las tuerca forme un tipo filtro prensa.

3.2 EQUIPO EXPERIMENTAL

El equipo de electrodilisis del tipo filtro prensa (placas y marco) fue construido con material de acrlico sobre el que se ensamblan dos compartimentos electrdicos, 1 membrana de intercambio aninico, 1 membrana catinica y 2 membranas bipolares situadas alternativamente y separadas por un conjunto de espaciadores. Y afianzado con 4 barras transversales con tuercas para prevenir fuga o derrame del lquido desde una celda a otra.Una junta hecha de jebe y un espaciador de material de polietileno fueron colocados entre cada marco y membrana. Que permite sellar y mantener la distribucin uniforme de flujo dentro de las celdas.La disposicin de las membranas y la instalacin experimental son mostradas en la figura 9. La celda tiene dos placas de acrlico en los extremos. Las placas exteriores, de acrlico, permiten mantener el sistema a presin, proporcionando estabilidad y resistencia al conjunto de celdas.El nodo y el ctodo son colocados en los extremos de la celda y son colocados al polo positivo y negativo de la fuente elctrica. El equipo de electrodilisis contiene 5 celdas con una superficie efectiva de transferencia unitaria de 576 , y una superficie total de la membrana de 900. En la figura 9 se muestra La distribucin de las membranas del equipo experimental

3.3 METODOLOGA

3.3.1 DISEO METODOLOGICO3.1.1 TIPO DE INVESTIGACIN Experimental 3.3.2 DISEO DE INVESTIGACINEl diseo de investigacin experimentos puros se manipula intencionalmente las variables independientes, as mismo se mide la variable dependiente.El primer requisito es la manipulacin intencional de una o ms variables independientes. La variable independiente es la que se considera como supuesta causa en una relacin entre variables, es la condicin antecedente, y al efecto provocado por dicha causa se le denomina variable dependiente (consecuente).

3.3.3 DISEO DE EXPERIMENTALDiseo experimental, factores y niveles de estudio. Para determinar el nmero de experimentos: a dos niveles, con 3 variables y con cuatro rplicas para cada caso.m = 2n = 2r = 4 ..(3)

Variable independiente:X1 = conductividad (ms/cm)X2 = voltaje (v)

Variable dependiente: concentracin de sales cloruro y sodio (mg/l).

VariableRango

X1Mnimo: 3 (-1) mximo: 10.4 (+1)

X2Mnimo: 5 (-1) mximo: 25.0 (+1)

-1 para el rango mnimo; y +1 para el rango mximoObtenidos los resultados, se realizar un anlisis de significancia, para ello se usara de la estadstica inferencial.

3.3.4 METODOLOGIALa electrodilisis bipolar (EDMB) es un proceso que emplea membranas que estn formadas por dos capas: una de ellas posee grupos inicos positivos mientras que la otra posee grupos inicos negativos, lo que permite conseguir una alta capacidad para disociar el agua y un campo elctrico de corriente contina.La principal ventaja de este mtodo es que en los distintos compartimentos de la celda electroltica se pueden conseguir directamente soluciones de cidos y bases con los iones procedentes del agua del rio cunas contaminada por sales y los h+ y oh- procedentes del agua, por otra parte, la cantidad de gases generados es despreciable.

3.3.5 POBLACIN Y MUESTRASe utilizar los archivos de los reportes de monitoreo de agua realizado por la intendencia de recursos hdricos del Inrena de marzo y septiembre del 2003.

3.3.6 OPERACIONALIZACION DE VARIABLES VARIABLE DEPENDIENTE Concentracin de sales cloruro y sodio.

VARIABLE INDEPENDIENTE Conductividad voltaje

3.3.7 TCNICAS DE RECOLECCIN DE DATOSLa tcnica para la recoleccin de informacin que se optaran sern: Observacin directa Anlisis de documentos Registros de resultadosEstas tcnicas sern de apoyo con los resultados de la caracterizacin del rio cunas para la determinacin de sales existentes en tal rio, los resultados en que nos basaremos son del instituto nacional de los anlisis realizados por la intendencia de recursos hdricos del Inrena de marzo y septiembre del 2003, tomados en Chupaca y en el puente del cunas, casi en la desembocadura con el Ro Mantaro, comparndolos con los parmetros del estndar nacionales de calidad ambiental para agua, categora 3 riego de vegetales y bebidas de animales (D.S 002- 2008-minam).

3.3.8 TCNICAS PARA EL PROCESAMIENTO Y ANLISIS DE LA INFORMACINTcnica cuantitativa, se usarn Herramientas Estadsticas.

3.3.9 ASPECTOS TICOSEn el presente proyecto de investigacin, la originalidad y la propiedad intelectual son de gran inters, respetando el derecho de autor, cada enlace que se us para la elaboracin del marco terico se detalla en la referencia bibliogrfica. As mismo, el proyecto es transparente sin fines de lucro, es decir, est comprometido con la comunidad de Chupaca porque ser beneficiosa disminuyendo la contaminacin hdrica.

CONCLUSIONES1. El mdulo de electrodilisis construido, mostr un buen funcionamiento de operacin en la desalinizacin del agua salobre, el uso de marcos de menor espesor present la mejor alternativa de operacin, dando como resultado un mayor porcentaje de desalinizacin.2. En los tres mdulos de electrodilisis, alcanzan mayor porcentaje de separacin trabajando a un potencial de 18 voltios y menor concentracin de alimentacin (1000 ppm)3. La densidad de corriente limite en cada mdulo. Aumenta en forma directa con la concentracin de cloruro de sodio y flujo de la corriente diluida.4. Los cambios en el pH en la solucin diluida, se pueden utilizar como indicador de la proximidad de la densidad corriente limite. Es el resultado de la disociacin del agua con la variacin de la concentracin de iones y iones .5. A partir de las curvas de polarizacin se observa que la corriente lmite aumenta con la concentracin para las tres celdas de electrodilisis.6. El coeficiente de transferencia de masa en las tres celdas, a concentracin constante aumenta con el flujo volumtrico de la corriente diluida.7. Finalmente, a 18 voltios, menor distancia de separacin entre membranas (4mm), menor concentracin (1000 ppm) y mayor flujo (500 mL/ min) presenta una mayor remocin de iones cloruro y sodio en comparacin con los otros niveles de trabajo

RECOMENDACIONES1. Se recomienda, investigar en lo que se refiere al consumo energtico y costos de operacin en funcin de la densidad de corriente lmite para optimizar el proceso.2. Efectuar el modelamiento para la desalinizacin de agua salobre para predecir el comportamiento del sistema y comparar el % de desalinizacin con los datos experimentales.3. Propiciar tesis y trabajos de investigacin con el equipo de electrodilisis construido, para tratar efluentes de la industria galvnica, curtiembre, textiles as como des acidificacin de jugos de fruta.4. Se recomienda disear mdulos semejantes, para efectuar instalaciones en serie o paralelo y pueda trabajar en forma continua el proceso.5. Estudiar la influencia de otros parmetros como la temperatura, pH, distancia de separacin de los electrodos frente a las membranas de intercambio inico y flujo de la solucin de lavado para evaluar su efecto respecto al porcentaje de separacin.6. Sera deseable continuar la experimentacin con la instalacin de un sistema de control automtico para monitorear el flujo de la corriente diluida y concentrado de tal forma se pueda evaluar con mayor precisin los resultados.7. Se recomienda efectuar pruebas preliminares haciendo uso con dos membranas catinica y una aninica para mdulos instalados en serie y puedan trabajar en forma continua.8. Se recomienda hacer uso del diseo experimento mediante la metodologa Taguchi para determinar la densidad lmite con los parmetros de operacin de flujo, concentracin de alimentacin y la direccin de flujo de la corriente diluida y concentrado.9. Se recomienda hacer un estudio econmico del proceso la desalinizacin por electrodilisis para determinar su competitividad con otras tecnologas de desalinizacin.10. Se recomienda comparar el funcionamiento usando otra configuracin de flujo de la corriente (contracorriente y paralelo) de la solucin diluida, concentrado y lavado de los electrodos para ver el resultado con respecto al porcentaje de desalinizacin

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

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ANEXOS

Figura 15. Electrodilisis a una distancia entre membrana catinica y aninica de 6mm.Fuente: MEDINA, C.J. (2009).Desarrollo de Mdulos de Electrodilisis para Desalinizacin para la Desalinizacin de Parmetros Fsicos y Evaluacin Experimental de Modelo Difusional. Lima-Per.

Figura 16. Fotografa de la Celda N 1 de Electrodilisis a una distancia entre membranas catinica y aninica de 8mm.Fuente: MEDINA, C.J. (2009).Desarrollo de Mdulos de Electrodilisis para Desalinizacin para la Desalinizacin de Parmetros Fsicos y Evaluacin Experimental de Modelo Difusional. Lima-Per. lxxvi

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