UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILEFACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA ESCUELA DE CONSTRUCCIN CIVIL

ANTEPROYECTO DE CONSTRUCCIN PARA APLICACIN DE LOMBRICULTURA AL TRATAMIENTO DE PLANTA LLAU-LLAO DE SALMONERA INVERTEC S.A.

Tesis para optar al Ttulo de: Ingeniero en Construccin. Profesor Patrocinante: Sr. Carlos Vergara Muoz. Ingeniero Civil Mecnico. Profesor Co-Patrocinate: Sr. Eduardo Peldoza Andrade. Ingeniero Civil en Obras Civiles.

YESSICA PAMELA HERNNDEZ BRQUEZ. VALDIVIA-CHILE 2005

DEDICATORIA

Donde nace el Sol Un da encumbramos un sueo Desplegamos las alas en busca del vuelo ms alto Es entonces cuando tu voz se hace brisa y me ayuda a elevarme As llegamos juntas hasta este cielo.

A mi madre.

AGRADECIMIENTOSEn el transcurso de la realizacin de mis estudios una serie de personas me brindaron su apoyo y facilitaron el logro de las metas trazadas. A todos ellos quiero darles mis agradecimientos.

En primer lugar doy las gracias a mis padres, que de forma incondicional me dieron la fortaleza para salir adelante en los momentos difciles permitindome llegar al final del camino.

A mi profesor gua, que me orient en el desarrollo de la tesis de titulacin, por su apoyo y disposicin a escucharme.

Gracias al profesor Sr. Eduardo Peldoza por su disponibilidad durante la realizacin de esta tesis.

A la familia Ruiz Galindo por su amistad, generosidad, preocupacin y apoyo de que este trabajo llegara a buen trmino.

A mis amigos cercanos, que de alguna u otra manera contribuyeron en el desarrollo de mi vida como estudiante.

A las distintas empresas, que me facilitaron informacin para el desarrollo del presente tema de tesis de titulacin.

Por ltimo, a todas aquellas personas que con su apoyo hicieron ms placentera mi vida el tiempo que duraron mis estudios.

RESUMENLa presente Tesis se refiere a un anteproyecto que contempla una solucin para la empresa procesadora de Salmones Invertec S.A. de Llau- Llao en lo referido al tratamiento y disposicin de sus Residuos Industriales Lquidos.

La construccin del sistema de tratamiento de residuos industriales lquidos logra cumplir la normativa de descarga de aguas residuales a aguas superficiales sin poder de dilucin.

El anteproyecto describe la reutilizacin de las unidades existentes, tales como el sistema de separacin de slidos. Analiza las actuales condiciones de trabajo de la instalacin, parmetros de contaminacin presentes en los riles y los esperados una vez aplicado el Lombrifiltro. Adems incluye consideraciones tcnicas para disear las instalaciones nuevas y las estructuras necesarias a construir de acuerdo a la cantidad de agua que se debe tratar.

El sistema en cuestin obedece a la necesidad de la empresa de tratar sus residuos lquidos industriales, utilizando un sistema de tratamiento que es efectivo y con costos bajos de inversin y de operacin.

SUMMARY

The present thesis says to a preliminary design that it contemplates a solution for the company that process salmons INVERTEC S.A. of Llau-Llao in recounted to the treatment and disposition of industrial liquid residues.

The construction of the system of industrial liquid residues treatment manages to satisfy the regulation of discharge of residual waters for superficial waters without power of dilution.

The preliminary design describes the reutilization of the existing units, such as the separations system of solid residues; it analyzes the actual conditions of the installations work present parameters of pollution in the liquid industrial residues and waited once applied the Lombrifiltro, furthermore it presents the technical considerations to design the new facilities and the necessary structures to constructing in agreement to the water quantity that must treat.

The system in question obeys the need of the company to treat their industrial liquid residues, using a system of treatment that is effective and with low costs of investment and operation.

INDICE GENERAL

Pgina. 1 CAPTULO I. 1. INTRODUCCIN. 1 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 1 1.1.1. SITUACIN ACTUAL. 2 1.1.2. SOLUCIN CON LOMBRICULTURA. 3 1.2. OBJETIVOS. 4 1.2.1. OBJETIVO GENERAL. 4 1.2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS. 4 1.3. METODOLOGA. 5 1.4. ESTRUCTURA DEL TRABAJO. 6 8 CAPTULO II. 2. RESIDUOS INDUSTRIALES LQUIDOS DE PLANTA LLAULLAO. 8 2.1. DESCRIPCIN GENERAL PLANTA DE PROCESAMIENTO DE SALMONES INVERTEC SEAFOOD S.A. 8 2.1.1. INTRODUCCIN. 8 2.1.2. PRODUCCIN. 8 2.2. RESIDUOS INDUSTRIALES LQUIDOS. 9 2.3. FORMAS DE DESCARGAS DE RIL. 13 2.4. CARACTERSTICAS DEL EFLUENTE. 15 2.4.1. DESCARGAS. 15 2.4.2. CAUDALES. 16 2.4.3. PARMETROS FSICO-QUMICOS. 16 2.5. MARCO LEGAL APLICABLE. 17 2.5.1. D.S. 90 17 2.5.2. NORMAS ESPECIALES QUE ATAEN A LA CONTAMINACIN POR RILES. 20 2.5.2.1. D.S. 351/92 20 2.5.2.2 DECRETO 867/78 21 2.5.2.3. LEY 19.821 21 2.5.2.4. LEY 18.902 22 2.5.2.5. LEY 19.300 BASES DEL MEDIO AMBIENTE. 22 2.5.2. NORMAS DE ACUERDOS DE PRODUCCIN LIMPIA (APL). 22 2.6. SITUACIN ACTUAL DE LA DISPOSICIN DE RILES. 23 2.6.1. INTRODUCCIN. 23 2.6.2. DESCRIPCIN DEL TRATAMIENTO PROPUESTO. 27 2.6.3. CAPACIDAD DE TRATAMIENTO. 29 2.6.4. OBRAS CIVILES. 29 2.6.5. COSTOS OPERACIONALES. 30

2.6.6. GARANTA DE EFICIENCIA REDUCCIN PARMETROS CONTAMINANTES. 2.6.7. OFERTA ECONMICA. 2.7. DIAGNSTICO Y CONCLUSIN. CAPTULO III. 3. LOMBRICULTURA. 3.1. SISTEMA TOHA. 3.1.1. DESCRIPCION GENERAL. 3.1.2. EL SISTEMA CONSTA DE DOS ETAPAS. 3.2. LOMBRICULTURA. 3.2.1. CARACTERSTICAS FSICAS. 3.2.2. DEPREDADORES DE LA LOMBRIZ. 3.2.3. ALIMENTACIN. 3.2.4. BENEFICIOS DEL HUMUS. 3.3. BIOFILTRO DEL SISTEMA TOH. 3.3.1. BIOFILTRO DINMICO Y AERBICO O SISTEMA TOH. 3.3.2. DESCRIPCIN UNIDAD DE TRATAMIENTO BIOLGICO. 3.3.3. EFICIENCIAS ESPERADAS Y CARACTERIZACIN DEL EFLUENTE TRATADO 3.3.4. CMARA DE RADIACIN U.V. 3.4. FUNDAMENTOS DE LOS SISTEMAS. 3.4.1. DESCRIPCION DEL PROCESO. 3.4.2. MICROBIOLOGA DEL PROCESO DEL BIOFILTRO DINMICO AERBICO. 3.4.3. CARACTERSTICAS DE LA RADIACIN ULTRA VIOLETA. 3.5. MANTENCION DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO. 3.5.1. BIOFILTRO DINMICO Y AERBICO. 3.5.2. CMARA DE RADIACIN U.V. 3.6. VENTAJAS DEL BIOFILTRO. 3.7. COMPARACIN BIOFILTRO VS OTRAS TECNOLOGAS. 3.8. PROYECTOS REALIZADOS. 3.9. FOTOGRAFIAS DE PROYECTOS REALIZADOS. CAPTULO IV 4. ANTECEDENTES PARA EL ANTEPROYECTO DE OBRAS DE TRATAMIENTO DE RILES POR LOMBRICULTURA. 4.1. APLICABILIDAD DE LOMBRICULTURA A RILES. 4.2. ANTECEDENTES PARA LA EFICIENCIA DEL BIOFILTRO. 4.3. EFICIENCIA BIOFILTRO. 4.3. REA EFECTIVA BIOFILTRO. 4.4. CAPACIDAD DE TRATAMIENTO. 4.5. RED DE DISTRIBUCIN. 4.6. RED DE EVACUACIN.

30 30 30 32 32 32 32 34 38 38 39 40 43 44 46 48 49 50 50 50 51 52 53 53 54 54 56 57 60 64 64 64 66 70 71 72 73 79

4.7. ANLISIS ESTRUCTURAL. CAPTULO V. 5. ANTEPROYECTO DE OBRAS DE CONSTRUCCIN PARA TRATAMIENTO DE LOMBRICULTURA. 5.1. DESCRIPCIN GENERAL DEL ANTEPROYECTO. 5.2. DESCRIPCIN DE LAS UNIDADES DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO NUEVO DEL RIL. 5.2.1. UNIDAD DE TRATAMIENTO BIOLGICO. 5.2.2. ESTANQUE DE IMPULSIN Y DECANTADOR. 5.3. ETAPAS DEL PROYECTO. 5.3.1. CONSTRUCCIN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO. 5.3.2. OPERACIN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO. 5.4. OTROS ANTECEDENTES. 5.4.1. VIDA TIL DEL PROYECTO. 5.4.2. CRONOGRAMA. 5.4.3. MANO DE OBRA REQUERIDA. 5.4.4. ACOPIO DE RIDOS. 5.4.5. RUTA DE ACCESO. 5.4.6. HUMUS DE LOMBRIZ PRODUCIDO EN EL BIOFILTRO. 5.4.7. MONTO APROXIMADO DE LA INVERSIN. 5.5. ESPECIFICACIONES TCNICAS DEL PROYECTO. 5.5.1. OBRAS PREVIAS. 5.5.2. BIOFILTRO 2500 m2. 5.5.3. RELLENO MDULOS DE BIOFILTRO. 5.5.4. RED DE RIEGO. 5.5.5. EVACUACIN AGUA TRATADA. 5.5.6. ESTANQUE DE IMPULSIN Y DECANTADOR. 5.5.7. INSTALACIONES. 5.5.8. OBRAS ANEXAS. 5.6. GENERALIDADES. 5.6.1. NORMAS Y REGLAMENTOS. 5.6.2. EJECUCIN DE LAS INSTALACIONES. 5.6.3. CONSTRUCCIN DE LAS OBRAS. 5.6.4. OBRAS DE HORMIGN. 5.6.5. MUROS. 5.6.6. MOVIMIENTOS DE TIERRA. 5.6.6.1. EXCAVACIONES. 5.6.6.2. RELLENOS. 5.6.7. OBRAS DE COLOCACIN DE TUBERAS. 5.6.7.1. CAERA DE IMPULSIN Y RED DE RIEGO. 5.6.7.2. SISTEMA DE EVACUACIN. 5.6.8. PLANOS. 5.7. PRESUPUESTO DEL PROYECTO. 5.8. ACCIONES PARA VERIFICAR LA MANTENCIN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO. CAPTULO VI.

81 83 83 83 83 83 85 86 86 86 86 86 87 87 87 87 88 88 89 90 91 94 96 97 99 101 103 104 104 104 105 105 107 107 107 108 108 108 109 109 109 112 113

6. CONCLUSIN. BIBLIOGRAFA. ANEXO.

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INDICE DE TABLAS

Tabla 2.1: Caudales descargados por INVERTEC. Tabla 2.2: Informe de ensayo SAG-13881 (ANEXO 2). Tabla 2.3: Lmites mximos permitidos para la descarga de residuos lquidos a cuerpos de agua fluviales contaminantes. Tabla 2.4: Eficacia reduccin parmetros contaminantes. Tabla 3.1: Tiempo del proceso de descomposicin. Tabla 3.2: Alimento vegetal de la Lombriz. Tabla 3.3: Parmetros del alimento de la Lombriz a considerar. Tabla 3.4: Alturas recomendables para la capa de aserrn. Tabla 3.5: Proceso de descomposicin de la materia orgnica en las camas de preparacin del alimento. Tabla 3.6: ndices de eficiencia. Tabla 3.7: Ejemplos de ndices de eficiencia. Tabla 3.8: Comparacin Biofiltro v/s Otras Tecnologas en el Tratamiento de Aguas Servidas. Tabla 3.9: Proyectos Realizados Como Fundacin para la Transferencia Tecnolgica. Tabla 3.10: Proyectos Realizados A.V.F. Ingeniera Ambiental S.A. Bajo Accesoria De La Fundacin Para la Transferencia Tecnolgica. Tabla 3.11: Proyectos en Ejecucin A.V.F. Ingeniera Ambiental S.A. Bajo Accesoria De La Fundacin Para la Transferencia Tecnolgica. Tabla 3.12: Proyectos realizados en Paraguay. Tabla 3.13: Proyectos realizados en Mxico. Tabla 4.1: Parmetros de Diseo Riles. Tabla 4.2: Caracterizacin de Ril Fjord Seafood. Tabla 4.3: Eficiencias Esperadas de la unidad Filtro rotatorio. Tabla 4.4: Balance de Masa. Tabla 4.5: Eficiencias Esperadas de la Unidad de Tratamiento Biolgico. Tabla 4.6: Balance de Masa de la Unidad Tratamiento Biolgico. Tabla 4.7: Condiciones de salida. Tabla 4.8: Caudales descargados por INVERTEC. Tabla 4.9: Informe de ensayo SAG-13881 parmetros fsico-qumico (ANEXO 2). Tabla 4.10: Eficiencias Esperadas de la Unidad de Tratamiento Biolgico. Tabla 4.11: Balance de Masa de la Unidad Tratamiento Biolgico. Tabla 4.12: Perdida de carga mxima en la lnea 1. Tabla 4.13: Perdida de carga mxima en la lnea 2. Tabla 4.14: Verificacin de la capacidad de la red de evacuacin para condiciones de boca llena. Tabla 4.15: Verificacin de la red de evacuacin. Tabla 5.1: Dimensionamiento de cada mdulo de Biofiltro. Tabla 5.2: Dimensiones Estanques.

Pgina. 16 16 18 30 40 41 41 41 42 49 49 56 57 58 59 59 59 68 68 69 69 69 69 70 70 70 71 71 75 77 80 81 85 85

Tabla 5.3: Cronograma de Actividades. Tabla 5.4: Presupuesto estimativo del proyecto. Tabla 5.4: Medidas de Mantencin. Tabla 7: Tabla de Anexos.

87 111 112 118

INDICE DE FOTOSPgina. 25 25 26 32 39 40 43 60 60 61 61 62 62 63

Foto n 2.1: Filtro primario. Foto n 2.2: Filtro primario industria Invertec S.A. Foto n 2.3: Descarga de Residuos Industriales Slidos en industria Invertec S.A. Foto n 3.1: Profesor Jos Toh Castell. Foto n 3.2: Eisenia foetida y Cpsula de la Lombriz. Foto n 3.3: Lombrifiltro protegido por mallas de Fjord Sea Food S.A. Foto n 3.4: Lombrifiltro provisto de aireadores y aspersores. Foto n 3.5: Biofiltro de Cooperativa Agropecuaria de Chilo (Chilolac). Foto n 3.6: Biofiltro de Planta Cexas, EMOS (Melipilla) Caudal = 90 m3/da. Foto n 3.7: Biofiltro de Cecinas Llanquihue. Foto n 3.8: Biofiltro de Fjord Sea Food. Foto n 3.9: Tubo de Ventilacin Biofiltro Fjord Sea Foood S.A. Foto n 3.10: Cmara de Inspeccin Biofiltro Fjord Sea Foood S.A. Foto n 3.11: Aspersor de Biofiltro Fjord Sea Foood S.A.

INDICE DE FIGURASPgina. 26 34 35 37 46 89

Figura n 2.1: Corte esquemtico del filtro primario. Esquema n 3.1: Etapas del Sistema Toh. Esquema n 3.2: Eficiencia de la irradiacin UV. Esquema n 3.3: Eficiencia del sistema en tratamiento de aguas servidas. Esquema n 3.4: Corte Esquemtico del Biofiltro Aerbico Dinmico. Figura n 5.1: Diagrama de Flujos del Sistema de Tratamiento de Riles.

INDICE DE ECUACIONESPgina. Ecuacin 1: Frmula de Hazen Williams para calcular perdida de carga en tuberas. Ecuacin 2: Frmula para la determinacin de la altura manomtrica total del sistema. Ecuacin 3: Determinacin de la potencia absorbida por la motobomba. 74 77 78

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CAPTULO I 1. INTRODUCCIN.1. 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.Ha surgido la problemtica de la contaminacin de los recursos hdricos existentes en el planeta por efecto del aumento de la poblacin y el creciente desarrollo en el rea industrial, siendo las principales fuentes de contaminacin las aguas residuales tanto urbanas como industriales. Por esta razn y como solucin se toman medidas de gestin ambiental para mejorar la calidad de las aguas, entre estas medidas de gestin podemos mencionar la utilizacin de tecnologas que combinan aspectos qumicos, fsicos y biolgicos, en la implementacin de plantas de tratamiento, como las lagunas de estabilizacin, Biofiltros, entre otros.

El resultado de la descarga de residuos lquidos a cursos de aguas incide en la salud de las personas que tienen contacto con las aguas contaminadas o con los alimentos contaminados por las mismas.

La industria salmonera Invertec S.A. ubicada en la localidad de Llau-Llao perteneciente a la comuna de Castro es una fuente de contaminacin de Residuos Industriales Lquidos (RIL) generados por los procesos productivos que deben ser tratados a la brevedad, por su emanacin de olores y contaminacin al estero que se forma y circula por toda la zona hasta desembocar en el mar.

El Sistema Toh es un sistema de tratamiento de aguas servidas domsticas e industriales, desarrollado por el Dr. Jos Toh Castell y su grupo de investigacin, con el propsito de buscar una alternativa ecolgica de descontaminacin de aguas residuales. Los resultados obtenidos con este mtodo mostraron la alta eficiencia del nuevo sistema en la

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remocin de materia orgnica y microorganismos patgenos (Fundacin para la Transferencia Tecnolgica, 2005).

Este trabajo tiene como propsito aplicar el Sistema Toh o la Lombricultura como Biofiltro para tratar los residuos industriales lquidos de la industria Invertec, donde para ello se especifican los procesos constructivos, dimensiones y componentes del sistema necesarios para poner en funcionamiento esta planta de tratamiento y con ello evitar la descarga de contaminantes, adems de acogerse a la legislacin vigente que atae esta problemtica.

Una causa importante para tratar los riles en la industria es porque implica una ventaja competitiva con las dems industrias con respecto a proyectarse hacia otros mercados nacionales y extranjeros.

1.1.1. SITUACIN ACTUAL.La industria salmonera Invertec S.A. de Llau-Llao procesa diferentes productos derivados del salmn, y a consecuencia de esto se generan Riles de naturaleza orgnica degradable y que contienen restos de insumos del producto que se pierden en el proceso. Los residuos industriales slidos (rises) que consisten en restos de salmn son reutilizados en otras industrias para elaborar alimento para peces o harina de pescado. En definitiva lo que preocupa es la deposicin final de los residuos industriales lquidos que en la actualidad descargan en un estero y para ello est en proyecto la construccin de la planta de tratamiento de Riles que se espera tener en funcionamiento dentro del prximo ao.

El Ril que se genera durante el funcionamiento de la planta procesadora de salmones es de 25 m3

/ h de caudal, tiene un alto contenido de DBO5, Aceites y Grasas y Slidos

Suspendidos, dentro de este contexto, se han estudiado diversas alternativas tecnolgicas en el sistema de tratamiento, ante lo cual se plante disear un sistema tratamiento biolgico, que resulta ser la alternativa ms eficiente en la remocin de los parmetros ya mencionados.

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Otras industrias salmoneras de la zona poseen plantas de tratamientos con sistema fsico-qumico que conlleva al gran problema de generar lodos, estos residuos deben ser depositados en vertederos particulares autorizados por el Servicio de Salud. Estos vertederos deben ser diseados para recibir lodos provenientes de plantas de tratamientos, contando con zanjas con sello aislante de carbonato de cal para impermeabilizar el suelo en el cual los residuos se van rellenando con capas de arcilla, estos vertederos tienen una cierta vida til hasta ser abandonados quedando como tierras no disponibles para ser agrcolas productivas.

Por cierto la disposicin de lodos genera inconvenientes debido al manejo especial que requiere por ser un producto de carcter de residuo peligroso. Otro infortunio de plantas de tratamientos y vertederos es la ubicacin de stos que lleva a reclamos de propietarios de terrenos vecinos molestos por los olores que se generan, contaminacin de las napas y la devaluacin de sus tierras. Por ltimo los lodos generan gastos por efecto de transporte y disposicin final en vertederos.

Por lo expuesto acerca del tema lodos, es conveniente tomar la alternativa de un Lombrifiltro como un tratamiento de Riles, tambin por motivos que radican en la eficiencia, costo de operacin y de inversin ms bajos, con descargas sin producir efecto alguno al suelo, atmsfera y agua.

1.1.2. SOLUCIN CON LOMBRICULTURA.El proyecto consiste en la aplicacin de la Lombricultura en Biofiltros para descontaminar residuos lquidos, tal propsito se efecta con un estudio del comportamiento de plantas de tratamientos que utilizan con xito el mismo sistema. Consecutivamente se disea el sistema para la industria salmonera acorde a sus necesidades, para posterior construccin, implementacin y operacin de la planta de tratamiento, lo cual permitir reducir los parmetros contaminantes de los Residuos Industriales Lquidos que se descargan en un ro, es decir en aguas superficiales continentales donde segn estudios no tiene

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capacidad de dilucin por lo que la planta de tratamiento deber cumplir con la tabla N 1 del Decreto Supremo N90 de la normativa nacional ambiental vigente.

Entre las fortalezas que tiene el Biofiltro aplicando Lombricultura (Lombrifiltro) se pueden citar las siguientes: Remocin de los parmetros contaminantes. No produce lodos inestables. Bajos costos de inversin y operacin. Fcil mantencin y operacin. Sistema modular y ampliable, segn requerimientos y necesidad de la empresa. Genera Humus como subproducto que se puede usar como abono natural para suelos. No genera olores molestos. No genera contaminacin acstica. El sistema no se impermeabiliza.

Cumple con las normas de descarga para la que sea diseado. 1.2. OBJETIVOS.1.2.1. Objetivo General. El objetivo fundamental es proyectar las obras de construccin del sistema de Lombricultura para el tratamiento de los Residuos Industriales Lquidos de la industria salmonera Invertec S.A. de Llau-Llao, determinando los procedimientos tcnicos a seguir para las instalaciones a nivel de ante-proyecto. 1.2.2. Objetivos Especficos. Los objetivos especficos del presente trabajo son:

Indicar problemticas vigentes de los riles para posterior solucin en la industria.

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Dar a conocer un sistema rentable para tratamientos de riles sin generar lodos. Analizar las ventajas ambientales de la utilizacin de Lombricultura como alternativa ecolgica en el tratamiento de riles.

1.3. METODOLOGA.En primera instancia se verific el funcionamiento de la Planta Llau-Llao de Invertec S.A. como procesadora de salmones, en el rea de produccin, para tener una nocin del tipo y cantidad de caudal que descarga dicha industria con el fin de caracterizar el residuo industrial lquido, permitiendo as constatar que slo es agua-sangre lo que se descarga al curso de agua cercana a la empresa y no slidos; stos son tratados en otras industrias donde elaboran harina de pescado.

La empresa entreg informes de produccin en toneladas brutas y elaboradas para realizar un anlisis de perdidas de materia prima que pasan a ser residuos.

Luego se inspeccion visualmente el efluente y la empresa facilit los estudios que haban realizado de l que arrojan los porcentajes de parmetros contaminantes, como DBO5, grasa y aceites, slidos suspendidos que estn contenidos en sus residuos lquidos, que se deben disminuir por norma.

En vista de esto es imprescindible requerir de una planta de tratamiento de Riles, y una de las alternativas es utilizar el Lombrifiltro, eficiente y econmico.

Se investig Lombrifiltros en industrias de similares caracterstica con respecto a los riles y se estudi la capacidad de disolucin que tienen sus Biofiltros para tratar los parmetros DBO5, grasas y aceites, slidos suspendidos para comparar y determinar la superficie de Biofiltro a construir.

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Para llevar un estudio ms acabado de la construccin y funcionamiento de Biofiltros, se realiz visitas a stos, solicitando informacin a los que realizaron el proyecto, los que construyeron el Biofiltro y los responsables por su mantenimiento que es la empresa misma (Biofiltro de pesquera Fjord Seafood y Chilolac). Estos antecedentes recopilados sirvieron para estimar costos involucrados en la construccin y funcionamiento de la planta de tratamiento proyectada.

En la parte terica fue necesario investigar los estudios realizados por la Fundacin para la Transferencia Tecnolgica de la Universidad de Chile, quien cuenta con la patente del sistema. Estos datos fueron recogidos a travs de pginas publicadas en Internet por la misma empresa que realiza los proyectos de Biofiltros, A.V.F. Ingeniera Ambiental S.A.

En base a estos Biofiltros ya en funcionamiento se disea y modifica, para abaratar costos, el sistema de tratamientos de riles para la industria Invertec S.A.

Finalmente, una vez obtenidos los antecedentes necesarios, se llevo a cabo el diseo, descripcin de los procesos constructivos y materiales que conlleva el Biofiltro para la empresa salmonera.

1.4. ESTRUCTURA DEL TRABAJO.El presente trabajo tiene la siguiente estructura: El captulo 1 realiza el planteamiento del problema, objetivos, metodologa y resea del contenido, dando a conocer la problemtica que acarrean los residuos industriales lquidos generados por una industria salmonera para el medio ambiente y su eventual solucin aplicando un Lombrifiltro. El captulo 2 describe el funcionamiento actual de la industria salmonera Invertec. Se relatan los procesos que efecta en su lnea de produccin, donde se descarga gran parte de la materia prima inicial que pasa a constituir lo que es el Ril, se presenta la concentracin

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de los parmetros contaminantes del efluente y describe un sistema de tratamiento tradicional que fue planteado a la empresa, utilizado por todas las industrias del sector salmonero. El captulo 3 trata la Lombricultura como una solucin a los Riles, aplicando el Sistema Toh como Biofiltro para purificar las aguas que descarga la empresa en calidad de Riles. Se menciona el funcionamiento y procesos que involucra llevar a cabo un mdulo de Biofiltro, adems de la descripcin a grandes rasgos de las caractersticas principales de la lombriz roja californiana, Eisenia foetida, que en fin har el trabajo de consumir la materia orgnica de los Riles. Los estudios de cmo adecuar el sistema en la industria, con referencias de otras que tienen un Biofiltro en funcionamiento, se realiza en esta parte, captulo 4, donde se determina la capacidad de disolucin de 1 m3 en una superficie de Biofiltro determinada, para posteriormente llegar a la superficie total que requiere el proyecto en estudio, adems de analizar el funcionamiento de las instalaciones proyectadas. El captulo 5 desarrolla el proyecto adecuado para el sistema de tratamiento de lombricultura para riles de Invertec, detallando los procesos involucrados, las instalaciones y equipos, materiales, costos de la construccin en general y medidas para la mantencin. Por ltimo, se presentan las conclusiones basadas en los resultados obtenidos de los procesos involucrados y de la inversin que abarca el Biofiltro.

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CAPTULO II 2. RESIDUOS INDUSTRIALES LQUIDOS DE PLANTA LLAU-LLAO. 2.1. DESCRIPCIN GENERAL PLANTA DE PROCESAMIENTO DESALMONES INVERTEC SEAFOOD S.A. 2.1.1. INTRODUCCIN.La planta de procesamiento de salmones Invertec-Seafood S.A. est ubicada en la localidad de Llau-Llao perteneciente a la comunidad de Castro. Es una de las tantas industrias salmoneras que se concentran en la Isla de Chilo. Desde el ao 1991 se dedica al procesamiento de salmn generando gran cantidad de trabajo para diversas personas del lugar. La materia prima es decir, el salmn, es adquirido en centros de cultivos de la misma empresa Invertec Pesquera Mar de Chilo.

2.1.2. PRODUCCIN.Sus mercados comprenden pases tales como Japn, Alemania, Estados Unidos, Francia y Sudamrica, Chile y Brasil, donde sus ventas alcanzan miles de dlares (4.300 MUS$ en el 2004). Donde la produccin por ao en toneladas brutas procesadas es de: Ao 2000 11.225 Ton Ao 2001 17.383 Ton Ao 2002 14. 885 Ton Ao 2003 18.259 Ton Ao 2004 18.896 Ton

_____________________ Invertec gua 2003.

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La produccin mensual en toneladas de producto terminado es de aproximadamente 400 toneladas para este ao, se espera llegar a 800 toneladas por mes en el periodo de mayor elaboracin.

Los productos conforman una serie de subclasificaciones de presentacin para su venta derivadas del Salmn Atlntico o Salar y Salmn Pacfico o Coho como ser: Filetes, Porciones, Blocks de pulpa y Bits & pieces, HG, Hon, entre otros.

Esto nos indica que en una planta procesadora de salmones existen diversas salas para procesar las diferentes formas en que el salmn ser comercializado y por ende diversas formas en donde se generan residuos industriales lquidos que es el tema de inters. Por ejemplo el Coho se procesa completamente como HG dando a lugar residuos tales como cabeza y vsceras; en el caso del Salar se comercializa en porciones, por lo tanto sus residuos son mayores, estos son: cabezas, viseras, esqueln, hueso collar, aletas y piel. Como datos referenciales con respecto al rendimiento de la produccin se pueden dar alusin que por cada 10000 piezas de Coho se puede procesar con 50 personas trabajando, a su vez para 10000 piezas de Salar se necesitan 360 personas. En temporada alta trabajan en esta planta alrededor de 600 personas en su conjunto y en baja solo 60.

2.2. RESIDUOS INDUSTRIALES LQUIDOS.Para entrar de lleno al tema de los residuos industriales lquidos (RIL) de la planta salmonera INVERTEC de Llau Llao, es debido abordarlo en forma general para dar una nocin de la problemtica que acarrean los residuos industriales lquidos orgnicos para este caso en particular.

Los residuos industriales lquidos son aguas de desechos generadas en establecimientos industriales como resultado de un proceso, actividad o servicio. Las descargas de residuos industriales lquidos se caracterizan por contener elevadas concentraciones de elementos

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contaminantes. Los efectos que podran provocar los Riles pueden variar segn el punto en donde estos sean descargados (Aguamarket, 2005).

Las descargas de riles a los cuerpos de aguas superficiales pueden provocar graves efectos en el medio ambiente y en la flora y fauna acutica de los ros, lagos y cauces naturales. Adems de causar trastornos en la agricultura como consecuencia del riego con aguas contaminadas. Estos efectos podran afectar al ser humano a partir del consumo de productos regados con elementos nocivos.

Conocer las caractersticas de la descarga de un establecimiento productivo implica la determinacin de caudales, concentraciones y cargas contaminantes de los riles, y la periodicidad de cada uno de estos parmetros. Estas mediciones se deben realizar en cada una de las operaciones unitarias de un proceso industrial que genera Riles.

La industria, conociendo las caractersticas de descarga, puede realizar una adecuada prevencin de la contaminacin la cual considera:

Bsqueda de formas de reduccin de residuos, proponiendo mejoras internas al proceso, basadas en polticas de produccin limpia.

Minimizacin del uso del agua, y por lo tanto, disminucin del flujo de Riles a tratar, con re-uso o reciclo.

Minimizacin de compuestos contaminantes, ya sea por cambio de materia prima, de procesos, etc.

Uso de tecnologas limpias. Segregacin de efluentes (los contaminados de los no contaminados).

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Un establecimiento industrial puede enfrentar la problemtica de los riles habiendo clasificado su tipo de vertido. Con este criterio, Aguamarket (2005) , agrupa las soluciones en:

Grupo 1: Vertidos con exceso de carga orgnica en parmetros: Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5), Slidos Suspendidos (SS), Fsforo (P) y Nitrgeno Amoniacal (NH4).

Los vertidos se pueden tratar directamente en la planta de la sanitaria. Puede ser tratado por medio de una planta de tratamiento in situ. Se puede implementar una solucin mixta entre las dos anteriores.

Soluciones en la lnea de agua: Tratamiento primario.

-Mecnicos: Rejas. -Fsico: Decantacin, flotacin.

Tratamiento secundario.

-Biolgico: Aerobios: En filtracin percolacin, lechos bacterianos, lodos activos, Biofiltros, bioreactores a membranas. -Biolgicos: Anaerobios: Contacto, UASB, filtro anaerbico, lecho fluidisado.

Grupo 2: Vertidos con exceso de carga orgnica con otros parmetros excedidos.

Necesitan pretratamiento para verter a sanitaria. Pueden optar por tratamiento completo in situ.

____________________ Aguamarket: empresa de productos y servicios para la industria del agua.

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Soluciones en la lnea de tratamiento de agua:

-Mecnicos: Rejas. -Fsicos: Decantacin, flotacin. -Fsico-qumico: Floculacin, decantacin.

Grupo 3: Vertidos no orgnicos.

Necesecitan planta propia. No pueden ser tratados por sanitaria.

El medio ambiente demanda que las aguas resultantes de procesos industriales sean devueltas al ambiente sin agentes contaminantes. En las actividades agroindustriales e industrias salmoneras los principales contaminantes son las sustancias orgnicas. Se trata, generalmente, de residuos de limpieza originados por el lavado de los distintos equipos e infraestructura. El tratamiento de estos Riles se ha enfrentado, tradicionalmente, a travs de sistemas que inyectan aire, ya que en las burbujas que son inducidas proliferan bacterias que consumen la materia orgnica. Sin embargo, se generan lodos inestables que deben ser tratados para su posterior uso o eliminacin como slidos (Diario El Mercurio, 17 de Febrero de 2003).

En la actualidad, la mayora de las industrias utilizan de una u otra manera el agua, de forma que al terminar el proceso industrial el lquido usado ha sido degradado por adicin de sustancias o de caractersticas fsicas contaminantes y se convierte as en un desecho.

Los factores que determinan el grado de contaminacin presentes en riles orgnicos son los parmetros como el DBO y la variacin de pH (relacionado con los insumos de limpieza ____________________ Segn la Norma Chilena, NCh409/1.Of84, referente al agua potable da por entendido que pH es logaritmonegativo a la base 10 de la concentracin de iones-hidrgeno en solucin, expresada en moles por litro. Indica la propiedad cida, neutra o bsica de la solucin (solucin acida: pH7).

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como el cloro), entre otros. Es necesario regular estos parmetros que demandan la atencin.

En la naturaleza las fuentes de agua reciben oxgeno desde la atmsfera, lo que permite el desarrollo y mantencin de las distintas formas de vida. Sin embargo, la descarga de sustancias orgnicas promueve el desarrollo de organismos hetertrofos (comen de todo) que se alimentan de esta ltima a expensas del oxgeno disuelto. Cuando la tasa de respiracin es muy alta, el consumo de oxgeno puede exceder su tasa de solubilizacin en el agua, con la consecuente generacin de condiciones anxicas (ausencia de oxgeno). En este escenario slo logran proliferar microorganismos anaerbicos, que adems inducen condiciones malolientes (aminas, amonio, cido sulfdrico, sulfuros, entre otros).

De este modo, la normativa vigente regula la descarga mxima de sustancias orgnicas en funcin de la tasa de respiracin que ella induce. La demanda bioqumica de oxigeno (DBO) mide la tasa de respiracin de oxgeno que induce un lquido vertido sobre el agua. La DBO5 se expresa como la concentracin de oxgeno que se ha consumido en 5 das. La DBO5 del agua potable vara entre 0 y 5 mg 02/L; la del agua servida es alrededor de 300 y la de los riles de la industria de lcteos entre 2 y 3 mil. (Diario El Mercurio, 17 de Febrero de 2003).

2.3. FORMAS DE DESCARGAS DE RIL.La evacuacin o disposicin final de los residuos industriales lquidos se puede realizar mediante vertido en terreno (irrigacin o infiltracin) o por dilucin en cursos de aguas como lagos, ros, lagunas, estuarios o en el mar, este ltimo es el mtodo ms utilizado, pero esto conlleva a la contaminacin de las aguas receptoras.

Existen determinadas normas que regulan las descargas segn las caractersticas de la fuente receptora como ser:

1.-Descarga de riles al alcantarillado: Para este caso se debe disear sistemas o dispositivos para tratar los riles que cumplan con Decreto Supremo MOP n 609/98.

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2.-Descarga de riles a cursos y masas de aguas superficiales: Es decir ros, lagos, mar; que cumpla con la norma Decreto Supremo SEGPRES N90.

3.-Descarga de riles a cursos y/o masas de agua subterrnea: Alude a la Norma tcnica provisoria de la SISS o con la Norma Emisin a aguas subterrneas (DS46/02).

La descarga de la industria salmonera en estudio corresponde a descarga de riles a cursos y masas de aguas superficiales, pues sus efluentes desembocan en un cauce natural cercano a la industria. Si se hace un vertido de riles sobre cursos de aguas se debe tener un control de la contaminacin del medio acutico y el mantenimiento de la calidad del agua de dichos cursos de sta. Una de las medidas de control es el establecimiento de normas que protejan las aguas receptoras donde se verifica que no se sobrepasa la capacidad de autodepuracin o purificacin natural. Para que se cumpla la autodepuracin el volumen de agua receptora debe contener un cierto porcentaje de oxigeno y adems debe ser capaz de reoxigenarse.

Para que el establecimiento de normas de aguas receptoras puedan ser aplicable, stas deben de tener en cuenta algunos aspectos. Las aguas residuales pueden contener aceites, grasas y slidos flotantes, entre otros, stos deben ser separados previamente antes de ser descargados a aguas receptoras.

Todo lo que constituya materia orgnica biodegradable, medida a travs de su DBO, utiliza el oxgeno disuelto de las aguas receptoras para estabilizar los residuos, este oxgeno se repone principalmente por aireacin atmosfrica. Los contaminantes que no se descomponen, tales como los constituyentes qumicos, se reducen principalmente por dilucin. La dilucin necesaria para la evacuacin de compuestos txicos se calcula mediante un ensayo biolgico.

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2.4. CARACTERSTICAS DEL EFLUENTE. 2.4.1. DESCARGAS.El origen de los residuos industriales lquidos est directamente relacionado a los procedimientos donde intervienen al salmn. Como ya se mencion el salmn se procesa segn su clasificacin en Coho y Salar, para ello existen diversas salas de procesos conformando una cadena de produccin que implica etapas desde la recepcin del salmn hasta su almacenaje para su posterior comercializacin, en todas estas etapas habrn descargas de residuos industriales slidos y lquidos que deben ser intervenidos para evitar contaminacin.

Cabe aclarar que los residuos industriales slidos (Rises) son reutilizados, pues bien son llevados a plantas donde procesan harina de pescado, con ello slo quedar tratar los residuos lquidos que consisten en gran parte a aguas-sangre.

La lnea de produccin es la siguiente, ya que sta nos indicar las etapas en donde se desechan restos de salmn y descargas de sangre y agua.

1.-Recepcin y lnea: Es la etapa en que el salmn congelado ingresa a la planta de procesamiento, en la cual proceden a cortar cabeza y extraer vsceras, descargando gran cantidad de sangre y agua.

2.-Salas de valor agregado: Donde calibran al producto para su clasificacin.

3.-Sala de porciones: Posterior a la seleccin se dimensionan porciones del producto y se sellan al vaci. En esta etapa el producto es completamente filete, ya separado de esqueln, aletas y cuero.

4.-Tneles: Son salas que se encuentran a cierta temperatura bajo cero donde almacenan en forma transitoria la materia prima.

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5.-Empaque: Sala en la cual se envasa el producto en cajas.

6.-Cmara: Bodega donde se almacenan las cajas del producto ya terminado para luego ser transportado con destino local o para su exportacin.

En todas estas etapas se utiliza hielo para la conservacin del producto, esto implica que el agua hielo se evacua y forma parte del caudal de salida de la planta.

2.4.2. CAUDALES.De acuerdo a los antecedentes entregados por INVERTEC, el detalle de los RILES que en definitiva llegarn al sistema de tratamiento es el siguiente.

Caudal medio (m3/h) Horas de operacin (h/da) Caudal de diseo (m3/h)

CAUDAL MEDIO 20 24 25

Fuente: Invertec S.A. (2005)

Tabla n 2.1: Caudales descargados por INVERTEC.

2.4.3 PARMETROS FSICO-QUMICOS.A continuacin se entregaran las caractersticas ms relevantes del RIL generado actualmente.

ANALISIS Aceites y Grasas, mg/l DBO5, mg/l Detergente como SAAM, mg/l Slidos Totales Suspendidos, mg/l

MUESTRA 77 264