1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Propuestas de los planes de gestión integral de residuos sólidos de las oficinas centrales y cinco plantas de tratamiento de aguas residuales operadas por la empresa Depuragua, ubicada en la provincia de San José, Costa Rica, durante el año 2022(2023) Sánchez Toruño, Kevin José; Pérez Ortiz, Víctor HugoItem Diseño preliminar de un humedal artificial para tratar el efluente generado en el proceso productivo de un ingenio azucarero localizado en Alajuela(2023) Solís Núñez, Sofía; Aguilar Álvarez, Ronald EstebanLa industria azucarera se caracteriza por verter cantidades considerables de aguas residuales con altas concentraciones de materia orgánica y contaminantes que los obliga a implementar sistemas de tratamiento de aguas residuales, previo al vertido en los cuerpos de agua. El presente estudio se realizó en un ingenio azucarero localizado en Alajuela, que se caracteriza por implementar diferentes acciones para reducir su impacto ambiental, como lo es una planta de tratamiento para sus vertidos. Si bien la empresa ya cuenta con un sistema de tratamiento, se tiene la oportunidad de mejorar el sistema. A partir de ello, el objetivo de este estudio consistió en realizar el diseño preliminar de un humedal artificial para reducir la concentración de los contaminantes en el efluente y propiciar un biosistema que atraiga fauna y armonía con el medio ambiente. El primer objetivo específico consistió en la identificación de las etapas y componentes del sistema de tratamiento actual, la determinación del caudal que ingresa al sistema y la caracterización fisicoquímica del agua residual. Por lo que se tuvo como resultados, que el sistema de tratamiento de aguas residuales se encuentra conformado por un tratamiento preliminar, primario y secundario, así como una pila de lodos. Además, se determinó que el caudal promedio en actividad productiva es de 0,26 L/s, lo que brinda tiempos de retención hidráulica de 5 horas para el decantador primario y de 13 horas para el secundario. En cuanto a la caracterización fisicoquímica del agua residual, se obtuvo que se cumple con la mayoría de los límites establecidos por el Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales (decreto N° 33601), exceptuando la materia orgánica y la concentración de pH. El segundo objetivo específico tuvo como finalidad diseñar y construir modelos de los humedales artificiales a escala laboratorio...Item Propuesta de un humedal artificial como sistema complementario de tratamiento de aguas residuales para Las Juntas de Abangares(2023) Roldán López, Roberto David; Vidal Rivera, Paola MarcelaSe propone diseñar un humedal artificial de flujo subsuperficial horizontal como un sistema complementario a los tanques sépticos a Colegio Técnico Profesional de Las Juntas de Abangares. Se realizan estudios del sitio para determinar su ubicación, elaboración de planos arquitectónicos y la validación de parámetros de diseño por medio de análisis de muestras de aguas de humedales ya existentes en las zonas de Punta Morales de Puntarenas y San Isidro de Heredia. Este proyecto fue realizado en tres etapas, la recopilación de información de la zona y diferentes metodologías de diseño para su posterior comparación valoración. Con base en la información obtenida se realizaron muestreos en humedales existentes para correlacionar los resultados con las metodologías analizadas. Finalmente se desarrolla una propuesta de diseño con planos constructivos, como valoraciones para su puesta en marcha y requisitos de operación y mantenimiento Este proyecto de investigación proporciona información valiosa sore la viabilidad de los humedales en Las Juntas de Abangares y lograr construir un sistema de tratamiento complementario con una metodología correlacionada con análisis reales de humedales activos. A su vez sirve de referencia en el campo de tratamiento de las aguas residuales para la construcción de futuros sistemas como este y biojardineras tanto en comunidades rurales como en sitios urbanos.Item Evaluación del potencial de erosión de un suelo artificial con vegetación elaborado a partir de lodos provenientes de una planta de tratamiento de aguas residuales.(2023) Barrantes Arias, Jose Carlos; Vidal Rivera, Paola MarcelaEl objetivo general de este estudio es evaluar el rendimiento geotécnico de suelo artificial hecho con lodos de una planta de tratamiento de agua residual doméstica en términos de su potencial de erosión mediante pruebas de laboratorio. Los objetivos específicos incluyen fabricar el suelo artificial con diferentes porcentajes de cal y cemento, caracterizar los lodos crudos y estabilizados, comparar el crecimiento del vetiver en cuatro tipos de suelos para determinar el óptimo para el desarrollo de vegetación, y evaluar el potencial de crecimiento de la vegetación y control de erosión al agregar vetiver como agente natural. La primera fase del proyecto es la teórica, donde se recopila información sobre lodos residuales, suelos artificiales, crecimiento del vetiver y control de erosión. Además, se definen los ensayos necesarios y las herramientas para la clasificación y caracterización de los lodos, los suelos artificiales y el control de erosión del suelo utilizando una cobertura vegetal. La segunda etapa es la fase experimental, donde se caracterizan los lodos y se elaboran distintas muestras de suelo artificial a partir de ellos. Se siembran plantas de vetiver como método de control de erosión natural y se realiza un modelo hidrológico que logra determinar el comportamiento de los suelos artificiales ante la erosión con vegetación. Finalmente, en la fase de análisis, se analizan los resultados obtenidos para llegar a conclusiones. El proyecto describe los resultados de dos tipos de ensayos realizados en muestras de suelo: los ensayos de caracterización ambiental y los ensayos geotécnicos. Los primeros se utilizaron para determinar si las muestras de suelo contenían contaminantes nocivos y para obtener información sobre los nutrientes del suelo. Los segundos se utilizaron para categorizar las muestras, medir su capacidad de compactación y consolidación y así observar su comportamiento ante esfuerzos. Los resultados mostraron...Item Diagnóstico y puesta en marcha de la planta de tratamiento de aguas residuales de una empresa productora de bebidas(2019) Moya Bejarano, Javier Fernando; Mora Gómez, Bernardo HernánPrimeramente, se estudió el proceso de producción de bebidas mediante la realización de los balances de masa y energía de los equipos que intervienen directamente en dicho proceso. Además, se determinaron los principales puntos de consumo y generación de agua residual, dando como resultado un 19,02 % para los lavados CIP, un 19,34 % por consumo en producción y un 47,90% que no fue posible identificar, pero que pertenece a la categoría de agua cruda. En cuanto a la caracterización realizada se obtuvo que el caudal de diseño de la planta de tratamiento es de 78 m3/d y los parámetros que superan los límites de vertido establecidos por la ley, y por lo tanto deben tratarse, son la ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ con un valor de 4 820 mg/L, la ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ con 2 276 mg/L, los ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ con 106 mg/L y el ¿¿¿¿¿¿¿¿ con 11,52 unidades. Con ayuda de la caracterización realizada se propuso un sistema de tratamiento, en donde la fase preliminar requiere de una mejora en el sistema de desbaste y en el tanque de captación, además de que el caudal de agua residual debe ecualizarse y neutralizarse en un par de tanques en paralelo con un volumen de 55,32 m3 cada uno. Seguidamente, en el tratamiento primario se realiza un procedimiento de coagulación-floculación para reducir los ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ en un 95 %, luego se pasa a un tratamiento biológico en un reactor de mezcla completa de 239 m3, en el cual se suministra oxígeno mediante un sistema de cuatro aireadores mecánicos superficiales de 3 HP cada uno. El sedimentador secundario diseñado posee un área de unos 3,5 m2 y para el tratamiento de los biosólidos, se decidió utilizar 3 lechos de secado de arena, con un área de deshidratación de 23,3 m2 cada uno, garantizando así un tiempo de secado de los lodos de 14 días. Seguidamente, se realizó un estudio de las operaciones unitarias de la planta de tratamiento construida, estableciendo el diagrama de flujo del proceso y las condiciones operativas del mismo...Item Conceptualización y propuesta preliminar de una planta de tratamiento de aguas residuales para la Finca IV en las instalaciones de la Universidad de Costa Rica, Sede Rodrigo Facio(2017) Bravo Rodríguez, Katherine; Mora Gómez, Bernardo HernánCon base en los reportes operacionales disponibles, se llevó a cabo una caracterización teórica de las aguas residuales en los actuales edificios de Odontología y Medicina de la Universidad de Costa Rica. Así mismo, se obtuvo la caracterización de las aguas residuales de un centro hospitalario de referencia, con el fin de poder realizar una comparación entre las mediciones actuales y éstas, definir los parámetros para el dimensionamiento, determinar cuáles influyen en mayor medida en la contaminación de las aguas, y cuales se encuentran dentro o fuera de los límites establecidos. Una vez que las necesidades de tratamiento fueron establecidas, se procedió con los criterios de selección de las diversas tecnologías disponibles para conceptualizar el sistema de tratamiento de aguas residuales. Se consideraron aspectos como las ventajas y las desventajas de cada tecnología, la eficacia del sistema para la eliminación de contaminantes, el espacio disponible, los costos asociados y el mantenimiento requerido. La herramienta de selección fue el medio utilizado para definir cada etapa del proceso, y el equipo apto para poder tratar de forma correcta las aguas residuales. Se determinó la conceptualización del sistema propuesto, el cual lo constituye un tratamiento que consta de rejillas manuales, un desarenador, un sistema de remoción de grasas y aceites, seguido de un sedimentador primario, un reactor aerobio con su respectivo sedimentador secundario, y por último, un sistema de desinfección con cloro. Definido el sistema en cada una de sus etapas, preliminar, primaria, secundaria y terciaria, se procedió con el dimensionamiento de cada uno de los sistemas de tratamiento. Adicionalmente, se estableció el diagrama de flujo de proceso. Se desarrolló la evaluación de los costos de inversión, los costos fijos y los costos variables del proceso. Se determinó también la inversión total para realizar la planta y el costo anual. La última...Item Puesta en marcha y definición de los parámetros operativos para la estabilización de la planta de tratamiento de aguas residuales de una empresa procesadora de fruta(2018) Herra Bogantes, Juan Gabriel; Mora Gómez, Bernardo HernánCon el propósito de cumplir con el Reglamentos de vertido y reúso de aguas residuales decreto N° 33601-MINAET-S se puso en marcha la nueva planta de tratamiento de agua residual de una empresa procesadora de fruta y se ajustaron los parámetros operativos hasta lograr el mejor rendimiento de los reactores en serie RAFA-FAFA-RMC, para obtener la menor carga orgánica posible en el efluente del sistema. Lo primero que se hizo fue el dimensionamiento de la obra gris de los reactores RAFA- FAFA-RMC para comparar con los volúmenes de diseño y realizar las correcciones pertinentes en las variables que se puedan ver afectadas. En este análisis se determinó que el RAFA fue el más afectado en la construcción de la obra gris, con un 26,1% menos de su volumen de diseño, mientras que los otros dos reactores FAFA y RMC tienen diferencias mínimas de 2,3% y 5,1 % respectivamente. Se realizó también una caracterización de las aguas previo al arranque y se logró determinar algunas diferencias con respecto a las variables de diseño, tanto en sólidos sedimentables como en el caudal de agua. Por lo que se generó un plan de acción para mejorar las condiciones de entrada a los reactores y así mantener las condiciones de diseño. Con esto se logró disminuir el consumo de agua en más de 100 m³/día y se mejoraron las condiciones de otras variables como la temperatura, Caudales pico y pH. Se alcanzó la estabilidad de los reactores al día 258 de arranque de la planta para una salida de la DQO de 466 mg/L y una DBO de 233 mg/L, por lo que no se llegó a los parámetros de vertido de 400 mg/L y 150 mg/L respectivamente establecidos en el Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales N° 33601 del MINAE. Se precisó la concentración óptima de biosólidos en el RMC para un rendimiento máximo, el cual se logró para una concentración de sólidos de 55 mL/L. Se realizó un balance de masa de los reactores en el que se determinó que la remoción...Item Propuesta de mejora a la planta de tratamiento de aguas residuales de una empresa de dispositivos biomédicos mediante un análisis técnico(2017) Barahona Silva, José Pablo; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl objetivo del presente proyecto fue determinar oportunidades de mejora en la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de una empresa de dispositivos médicos a partir de un análisis técnico. La planta de tratamiento de aguas residuales en estudio aplica un tratamiento de tipo biológico mediante la degradación aerobia de las aguas residuales. La planta está diseñada para tratar un caudal de entrada de 350 m3 al día bajo la modalidad de aireación extendida de lodos activados. La PTAR presenta actualmente problemas tanto de diseño como operacionales que han sido evidenciados principalmente por el incremento acelerado de personal en la empresa en el último año. Esto ha conllevado a un incremento proporcional del caudal y cargas a tratar. Dentro de las principales falencias que se presentan destacan una aireación deficiente y heterogénea en el tanque aerobio, sedimentación inadecuada en los clarificadores, tiempos extendidos de secado en los lechos de secado y malos olores en la operación de digestión de lodos. Se realizó una caracterización de las aguas residuales con la ayuda de un laboratorio certificado en distintos puntos a lo largo del proceso, donde se buscaba evaluar el comportamiento de parámetros relevantes a la entrada y salida de los distintos procesos. Aquí destacaron el bajo conteo de sólidos volátiles (1 889 mg/L) y el incremento atípico del Nitrógeno Total de Kjeldahl (121 mg/L) en el tanque aerobio, así como valores fuera de lo permitido por la legislación costarricense del número más probable (NMP) de coliformes totales y fecales (9.3 ×103 mL-1 y 4.3 x 103 mL-1 respectivamente) posterior a la ozonificación. Se llevó a cabo una corroboración de diseño del sistema secundario tomando en cuenta el mismo caudal, perfil de características fisicoquímicas a la entrada y tiempo medio de residencia celular que se contemplan en la memoria de cálculo. Se determinó que tanto el volumen del tanque...Item Conceptualización y propuesta del mejoramiento de una planta de tratamiento de aguas residuales para una industria farmacéutica(2017) Rodríguez Zúñiga, Natalia; Molina Córdoba, Manuel EnriqueEste proyecto tiene como finalidad realizar la propuesta para el mejoramiento de una planta de tratamiento de aguas residuales de una industria farmacéutica para cumplir con las normativas ambientales. Se realizó una descripción del estado actual de la planta. La industria farmacéutica produce agua residual tanto industrial como doméstica Se determinó que el efluente de vertido de la planta de tratamiento posee un valor promedio de DQO de 2805 mg / mL. De la descripción de las redes existentes, se pudo comprobar que un 31 % del área de techos del sector oeste está contribuyendo con caudal pluvial al sistema de pretratamiento de aguas residuales industriales, ya que existen conexiones cruzadas. El restante 69% es descargado a la cuneta pluvial externa. Se hacen pruebas por triplicado con tres tipos de coagulantes: FeCb, Ah(SQ4)3 y AlCb. Las pruebas se realizan a diferentes concentraciones y diferentes combinaciones entre los tres coagulantes. Se concluye que el coagulante que más porcentaje de remoción produce (94,62 en promedio), es el cloruro de aluminio al 100%, con una concentración al 5% y un volumen de 5 mL por litro de muestra. Luego se realizan pruebas por triplicado a tres valores de pH: 5,7 6,7 y 7,7. El mayor porcentaje de remoción (93,29 %) y mayor cantidad de sólidos sedimentables totales (200 mg / L) se obtiene a un pH de 6,7. Se realizaron pruebas por triplicado con 4 tipos de floculantes: copolímero de poliacrilamina aniónica, poliamida catiónica en solución acuosa, copolímero de poliacrilamina catiónica en emulsión agua aceite, y copolímero de poliacrilamina aniónica en emulsión agua en aceite. Se realizan pruebas inicialmente solamente con el floculante, sin combinar con coagulante; para que los datos obtenidos correspondan solamente a la variable floculante. Se determina que el floculante copolímero de poliacrilamina catiónica en emulsión agua aceite es el que presenta flóculos más grandes y definidos...Item Análisis técnico de la operación de la planta de tratamiento de aguas residuales provenientes del proceso de recubrimiento metálico(2015) Fallas Williams, María José; Mora Gómez, Bernardo HernánEl objetivo del presente proyecto fue realizar un análisis técnico de la operación de una planta de tratamiento, de aguas residuales provenientes del proceso de recubrimiento metálico, para determinar alternativas de mejora. El sistema de tratamiento de las aguas residuales en estudio se divide en dos secciones: la primera consiste en tratar el agua proveniente de los enjuagues realizados a las bandas de pines metálicos recubiertas en el proceso de galvanoplastia, para posteriormente utilizarla nuevamente en las líneas de producción; la segunda sección trata las aguas ácidas y básicas provenientes de los baños agotados con el fin de que cumplan con los parámetros de calidad nacionales para luego descartarlas y enviarlas a la planta de tratamiento de la zona franca. La caracterización físico-química realizada al agua residual del proceso de galvanoplastia que es tratada en la sección 1 y en la sección 2 de la planta de tratamiento, determinó que las concentraciones de DQO, DBO, grasas y aceites, cianuro, sólidos suspendidos y sedimentables son inferiores a los respectivos límites máximos permitidos en el Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales 33601-S-MINAE. Así como que poseen pH ácidos, concentración de estaño superior a la permitida, concentración de cobre y níquel superiores a los máximos en el caso de la sección 2, e inferiores en la sección 1. Posterior a la caracterización, se definió que era necesario analizar parámetros como el pH, sólidos sedimentables, sólidos suspendidos y metales a la entrada y salida de cada una de las operaciones que contempla el sistema de tratamiento de aguas, y con ello realizar su respectiva evaluación. De la evaluación del desempeño de la planta, se obtiene que después de llevar a cabo todo el tratamiento el agua presenta un pH superior a 7, por lo que se debe neutralizar antes de ser reutilizada o vertida en la planta de tratamiento de a zona franca...