1 diseño mecanico

8/16/2019 1 diseño mecanico

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA

Y ELÉCTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

“DISEÑO MECÁNICO DE UN ELEVADOR DE CANGILONES PARA BASURA CONCAPACIDAD DE 30 kg. ALTURA TOTAL DE 4m. Y VELOCIDAD DE 0.30m/seg”

TESIS

P R O F E S I O N A L

PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO MECÁNICO

P R E S E N T A :

MIGUEL ANGEL TOLEDO ARCE

MÉXICO D F 2013


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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA

Y ELÉCTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

T E S I S

PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO MECÁNICODEBERÁ DESARROLLAR EL C. MIGUEL ANGEL TOLEDO ARCE

“ DISEÑO MECÁNICO DE UN ELEVADOR DE CANGILONES PARA BASURA CONCAPACIDAD DE 30 kg. ALTURA TOTAL DE 4m. Y VELOCIDAD DE 0.30m/seg”

Rehabilitar el sistema de tratamiento de aguas residuales para quitar los sólidosy partículas suspendidas en las aguas residuales generadas en la Ciudad deSalamanca. Guanajuato, y enviar a los siguientes procesos de tratamiento parasu reutilización.

La tesis comprende los siguientes puntos:

ObjetivoJustificaciónIntroducción

Alcance

Índice temático:Capítulo 1.- GeneralidadesCapítulo 2.- Referente técnicoCapítulo 3.- Desarro llo y diseño del proyectoCapítulo 4.- Análisis de costosCapítulo 5.- Operación y mantenimiento del equipoConclusiones

Asesor Asesor

M. en C. José Luis Mora Rodríguez M. en C. Antonio Camarena Gallardo

Director

Ing. Ismael Jaidar Monter


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AGRADECIMIENTOS


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A mis padres Ángel Toledo Fernández

Ofelia Arce García, por el mérito de

ser mis padres y apoyarme incondicional

y moralmente, por su esfuerzo logré

y realicé mis metas y mis estudios

A mi esposa Beatr iz Rangel Mart ínez

Y a mis h ijos Miguel Ángel y Beatriz Fernanda por darme la fuerza de

vivir y seguir adelante para este trabajo

A mi escuela insti tución y profesores

por su enseñanza y valores, así como

A mis asesores por su val iosa apor tac ión y apoyo


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Índice

Objetivo 6

Justificación 6

Introducción 8 Alcance 9

Índice temático

1. Generalidades 9

1.1. Generación de aguas residuales 10

1.2. El tratamiento de aguas residuales 11

1.3. Fases para el tratamiento de aguas residuales 11

1.4. Niveles de tratamiento de agua 13

1.5. Tratamiento primario 13

2. REFERENTE TÉCNICO 13

2.1. Descripción del problema 14

2.2. Limi taciones del proyecto 14

2.3. ¿Qué es la basura? 15

2.4. Importancia de la separación de la basura 16

2.5. Problemas ambientales que trae consigo la

generación de basura 16

2.5.1. El consumo de energía y materiales 16

2.5.2. La contaminación del agua 17

2.5.3. La contaminación del suelo 18

2.5.4. La contaminación del aire 18

2.6. Contaminación a cuerpos de agua 19


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2.7. Generación de los residuos sól idos 20

2.8. Destino de los residuos sól idos 20

2.9. Costo de la recolección de los residuos sólidos 21

2.10. Planta de bombeo para aguas residuales 22

2.11. Elementos que consti tuyen íntegramente a una

planta de bombeo 22

2.11.1. Elementos mecánicos 22

2.11.2. Elementos eléctr icos 22

2.11.3. Obras civ iles 23

2.11.4. Obras arquitectónicas 23

2.11.5. Equipos complementarios 23

2.12. Estaciones de bombeo en cárcamos 23

2.13. Características comunes en elevadores de cangilones 24

2.14. Tipos de elevadores de cangilones 27

2.15. Beneficios del proyecto 28

3. Desarrollo y diseño del proyecto 29

3.1. Utilidad y eficiencia del sistema 30

3.2. Operación anterior 30

3.3. Propuesta del elevador de cangilones 31

3.4. Propuesta del cangilón 32

3.5. Programa de trabajo 35

3.6. Condiciones de la estación de bombeo 36

3.7. Personal a cargo 37

3.8. Tiempo de operación 37


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3.9. Memoria de cálculo 37

3.9.1. Cálculos de transmisión 38

3.9.2. Cálculos de velocidad 39

3.9.3. Selección de catarinas 39

3.9.4. Cálculos de potenc ia consumida 43

3.9.5. Cálculos de envolventes de catarinas de transmisión 45

3.9.6. Cálculos de diámetros de flechas 46

3.9.7. Selección del cople 47

3.9.8. Selección por torque 48

3.10. Planos, especificaciones y lis tado de partes 51

3.10.1. Planos de detalle 51

3.10.2. Listado de partes 72

4. Anális is de costos 74

4.1. Costos de fabricación de piezas instalación y montaje 76

4.2. Costos de montajes y puesta en marcha del sistema 77

5. Operación y mantenimiento del equipo 79

5.1. Recomendaciones de seguridad 79

5.2. Mantenimiento 81

5.2.1. Mantenimiento a motorreductor 83

5.2.2. Desalineación de ejes 83

Conclusiones 86

Glosario de términos. 87

Referencias y bibliografía 89


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Objetivo

Diseñar un elevador de cangilones para basura acumulada en los canales de

tratamiento de aguas residuales e implementar un sistema que ayudará a su

separación, si embargo, esto se puede obtener mediante elementos mecánicos,

sencillos y automatizados, los que servirán para disminuir en gran medida la

contaminación de los ríos y reutilizar las aguas residuales con las alternativas

tecnológicas disponibles.

Evitar los riesgos a los que están expuestos los trabajadores dentro de los

cárcamos de aguas residuales, así como el contacto con residuos contaminantes y

peligrosos, también para prevenir la exposición constante a ambientes tóxicos y

evitarles infecciones en vías respiratorias.

Hacer mas automática la recolección de basura dando tiempos y ciclos de barrido

al elevador de cangilones y reducir el tiempo de desazolve de los canales

Justificación

Cada proyecto a desarrollar conlleva a un fin, esto se logra implementando metas y

objetivos los cuales se deben orientar para cada uno de ellos. Todo objetivo deberealizarse con esfuerzo y un gran desempeño, es decir, realizar toda la metodología

necesaria para cumplir con el proyecto, por consiguiente, el conjunto de todos estos

objetivos es el resultado final de este trabajo.

El diseño mecánico de un elevador de cangilones para la separación de la basura

de las aguas residuales, se propuso con la finalidad de ayudar a la reducción de la

contaminación, al pre-tratamiento en los sistemas de drenajes y alcantarillados, es

decir, a todos los afluentes que desembocan a los ríos y cauces naturales que fluyencerca o dentro de algunos poblados y comunidades, estos asentamientos humanos

han crecido a través de los años, esto ha derivado a consecuencias ecológicas y

sociales, por la falta de programas culturales la gente no se concientiza del daño que

representa tirar la basura en las calles, también la falta de infraestructura para la


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separación de la basura antes de contaminar los ríos, este diseño se realiza para

retirar la basura como método primario dentro del proceso integral del tratamiento de

aguas residuales.

Para ampliar la mente creativa de un proyecto, surge de acuerdo a la capacidad de

observación, visión, investigación y realización; en este caso se observa la necesidad

de separar la basura de las aguas residuales sin la presencia física de los

trabajadores, ya que estos deben realizar la operación de bajar al cárcamo, portar su

equipo de protección y efectuar el trabajo de retirar manualmente las rejilla, sacudir y

limpiar cada una de estas, es decir, exponerse mas directamente a los gases

generados por las aguas residuales, para evitar esto se debe de realizar un proyecto

que evite que el trabajador se exponga a estos riesgos, así pues, se debe trabajarconjuntamente con un espíritu crítico-analítico tomados del mismo entorno y las

circunstancias que lo propician, a fin de generar y aprovechar las oportunidades de

mejora para un bien común, así que individualmente cada persona percibe el entorno

con diferentes matices, esto da como resultado una investigación diferente para cada

persona y llevando el problema a una lluvia de ideas y proponiendo un elevador de

cangilones especial. Este elevador no se ha desarrollado en ninguno de los sistemas

de desazolve a nivel nacional e internacional y dará una verdadera solución para la

basura de dimensiones desde 10x10mm hasta aprox. 200x500mm pudiendo

desarrollarse de otras dimensiones, dependiendo de los caudales y de los diámetros

de llegada a los cárcamos, asimismo estos descargarían basura con mayores o

menores medidas

La utilización de métodos, tecnologías nuevas e innovadoras, da como resultado el

mejoramiento de procesos sencillos y realizarlos hasta convertirlos en industriales,

para beneficio de toda una comunidad, un elevador de cangilones separador debasura es un trabajo bien desempeñado y resultado de una buena observación e

investigación, así como la visión del mejoramiento del medio ambiente sin dañar otros

sistemas con la reutilización de recursos renovables y no renovables.


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Introducción

Los elevadores de cangilones son generalmente utilizados en el transporte vertical

de materiales, en este caso el “Diseño Mecánico de un elevador de cangilonespara basura con capacidad de 30 kg. Altura total 4m. y velocidad de 0.30m/seg”

se realiza para proporcionar una alta eficiencia en el transporte de los residuos

sólidos, así como para evitar la exposición directa de los trabajadores con los

desechos contaminantes, olores fétidos y gases tóxicos generados por la basura al

momento de su separación. La alimentación del elevador de cangilones es

proporcionada directamente de los afluentes de aguas residuales, estas a su vez se

harán pasar por canales que sirven para conducir la basura por una coladera y que

finalmente el cangilón pasara a recolectarla y llevarla al nivel de depósito temporal.

Con la finalidad de crear conciencia a la comunidad en general sobre la

contaminación de la basura arrojada en los ríos y canales de agua, así como en las

calles y lugares públicos, esta basura por último llega a los drenajes ocasionando un

sin número de problemas ecológicos, ambientales y de inundaciones. El interés de

este trabajo es conocer como la contaminación de la basura afecta en la actualidad y

en un futuro cercano en la vida cotidiana, asimismo, el de conocer los riesgos a los

que se exponen trabajadores para retirar la basura dentro de los cárcamos de aguas

residuales. La investigación que se lleva a cabo es por medio de la observación del

comportamiento de las aguas residuales que se genera en las comunidades y es

arrastrada para finalmente degradar el medio ambiente, también la observación de la

generación de la basura y como llevar a cabo esa separación mediante elementos

mecánicos. Por último las limitaciones que tiene el desarrollo de este elevador de

cangilones, son los altos costo para su fabricación.


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Alcance

En el desarrollo del proyecto del diseño mecánico de un elevador de cangilones

para la basura acumulada en los canales de tratamiento de aguas residuales, se debe

de cumplir totalmente con el objetivo descrito al inicio del proyecto, para este concepto

se tiene que realizar un elevador de cangilones para transportar la basura hasta una

planta más elevada y a su depósito de almacenamiento temporal.

Esta propuesta servirá en el desarrollo de un elevador de cangilones para basura y

su extracción, así como para su elevación más rápida a una planta más segura, para

que de este modo los operadores no sean expuestos a los gases tóxicos, la basura

se deposite en un tanque de almacenamiento temporal de una forma mucho más

segura, ya que actualmente en algunas plantas tratadoras lo realizan con rejillas y

exponen directamente a los trabajadores a los residuos extraídos o atorados en estas,

así mismo conocer cómo y para qué separar la basura ayudando al medio ambiente.

1. Generalidades.

La industria, el crecimiento de población, y algunos otros factores que afectan lacalidad de los cuerpos de agua, así como ríos, lagunas y esteros que finalmente

desembocan en el mar, con el paso de los años se han ido deteriorando por tirar la

basura en ellos, lo cual preocupa a los gobiernos ya que se convierten en focos de

infección y afecta a la salud pública, además que la calidad de agua potable

disminuye haciendo más costoso el procesamiento para el consumo humano, estos

factores conllevan a la búsqueda de otras opciones para la reutilización de estas

aguas y para esto existen plantas tratadoras de aguas residuales, esto a su vez lleva

a la mejora continua de los sistemas utilizados en el tratamiento de aguas y buscar la

mejor opción, así como las áreas de oportunidad que se pueden mejorar y hacer más

fácil y automatizado este proceso.


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1.1. Generación de aguas residuales.

Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y localescomerciales e industriales. Éstas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son

generadas (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración) o bien

pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías - y eventualmente

bombas - a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recolectar y tratar

las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetos a

regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A

menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales

requieren procesos de tratamiento especializado.

En México sólo se trata el 35% de las aguas residuales que se genera y la mayoría

del agua contaminada llega a ríos, lagunas, lagos y zonas costeras (datos INEGI), la

cantidad de aguas residuales que se vierten en estos cuerpos de agua causando un

terrible daño, es inmensa considerando que el 89,2% de la población (118 millones)

cuenta con agua potable y el 85,2% con sistema de drenaje, para dar una idea de la

gran cantidad, solo de los centros urbanos las descargas asciende a 7.63 kilómetros

cúbicos anuales lo que equivale a 242,000 litros por segundo.

Las aguas residuales procedentes de las industrias no se quedan atrás en cantidad

se calcula que 5.77 kilómetros cúbicos de agua, 183 mil litros por segundo y por

supuesto el daño que causan es mayor sin embargo solo se tratan el 15% del total.

Las aguas residuales en la ciudad de salamanca para su tratamiento, se recibe en

cárcamos a las orillas de la ciudad cerca al rio que pasa alrededor de toda la ciudad,

el cárcamo recibe aguar residuales así como también el paso directo del rio.


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1.2. El tratamiento de aguas residuales.

Consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como

fin eliminar estos contaminantes presentes en el agua efluente del uso humano. La

tesis fundamental para el control de la polución por aguas residuales ha sido el

emplear las aguas residuales en plantas de tratamiento que hagan parte del proceso

de remoción de los contaminantes. Fig. 1.

Fig. 1. Descarga de aguas residuales a ríos y mantos acuíferos.

1.3. Fases para el tratamiento de aguas residuales

Típicamente, el tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física

inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales

empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos

materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación

de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación


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primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos suspendidos existentes en el

agua residual. Para eliminar metales disueltos se utilizan reacciones de precipitación,

que se utilizan para eliminar plomo y fósforo principalmente. A continuación sigue la

conversión progresiva de la materia biológica disuelta en una masa viviente sólida

usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la

masa biológica es separada o removida (proceso llamado sedimentación secundaria),

el agua tratada puede experimentar procesos adicionales (tratamiento terciario) como

desinfección, filtración, etc. El efluente final puede ser descargado o reintroducido de

vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, río o bahía) u otro ambiente (terreno

superficial, subsuelo, etc.) Los sólidos biológicos segregados experimentan un

tratamiento y neutralización adicional antes de la descarga o reutilización apropiada.

Fig. 2. Esquema general de un sistema de tratamiento de aguas residuales


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1.4. Niveles de tratamiento de agua.

Se agrupan según los diferentes grados de eficiencia alcanzados en la remoción de

los contaminantes existente en los líquidos residuales. Estos niveles se conocen

usualmente como; pre-tratamiento, tratamiento primario, secundario, avanzados

o terciarios, para este proyecto se desarrolla dentro del nivel de “pre-tratamiento”.

El sistema para el desarrollo del proyecto del elevador de cangilones para basura

propuesto, tiene como propósito un tratamiento previo, diseñado para remover

partículas grandes, tales como plásticos, envolturas, papeles, etc. ya sea que floten o

se sedimenten, antes de que lleguen a las unidades de tratamiento posteriores. Aquí

se emplean mayoritariamente rejillas o tamices.

1.5. Tratamiento primario.

En el primario, se elimina un gran porcentaje de sólidos en suspensión,

sobrenadante y materia inorgánica, así como aguas residuales de actividades

agroindustriales. En este nivel se hace sedimentar los materiales suspendidos usando

tratamientos físicos o físico-químicos. También se utiliza la flotación. En algunoscasos el tratamiento se hace, dejando simplemente, las aguas residuales un tiempo

en grandes tanques o, en el caso de los tratamientos primarios mejorados, añadiendo

al agua contenida en estos grandes tanques, sustancias químicas que hacen más

rápida y eficaz la sedimentación. También se incluyen en estos tratamientos la

neutralización del pH, las operaciones que incluye son el desaceitado y desengrase, la

sedimentación primaria, la filtración, neutralización y la desorción.

2. Referente técnico.

La problemática de la contaminación de la basura conlleva a buscar e investigar

alternativas de como separarla, es por eso que se desarrollan proyectos como los

elevadores de cangilones para basura.


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2.1. Descripción del problema.

Para describir la problemática del proyecto se debe iniciar con describir todas lasconsecuencias y causas que la basura genera y que anteriormente no se podía

reflejar en la solución de sanear este mismo planeta, esto ha generado que los ríos, y

todos los mantos acuíferos donde desembocan sean propicios a contaminación con

basura, y aunado a la desconsideración, descuido y falta de conocimiento de toda la

humanidad ha conllevado a algunas personas e incluso a gobiernos a hacer algo por

tratar de recuperar todos esos recursos ya sean renovables y no renovables, y así

mismo se plantea un sistema de cangilones para la basura, el cual, por medio de

separación física de los desechos que son arrastrados por las corrientes naturales

tales como la basura y sea uno de los principales contaminantes del agua.

2.2. Limi taciones del Proyecto.

Las limitaciones para realizar este proyecto son de tipo presupuestal, ya que éste

sería realizado con materiales resistentes a la corrosión que genera la misma agua,así como algunos otros agentes que pueden llevar a descomponer los equipos

utilizados, aunque para esto se han propuesto los materiales adecuados para la

fabricación de este sistema su costo es elevado a un inicio. Algunos gobiernos

estatales quizá no estén dispuestos a realizar este tipo de proyectos, aunque a su

tiempo esto representaría una buena inversión después de que las plantas tratadoras

de agua se puedan hacer dentro de un proyecto integral hacia sus plantas tratadoras

de aguas residuales y adoptarlo también a las ya existentes.


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2.4. Importancia de la separación de la basura.

Cuando se concentra una gran cantidad de basura es causa y a la vez expresión

de graves desequilibrios ambientales que para la mayoría de los habitantes son

desconocidos. Por ejemplo, en la Ciudad de Salamanca, Guanajuato, el manejo de

estos grandes volúmenes de desperdicios representa problemas de difícil solución y

enormes costos económicos para el gobierno, la ciudad y la comunidad, y para esto

se propone una posible solución al problema de los residuos sólidos en esta ciudad.

Para esto los organismos estatales, federales y municipales tienen leyes que

regulan y difunden leyes para el aprovechamiento de aguas residuales, en la ley de

aguas para el estado de Guanajuato y de acuerdo a la última reforma publicada en el

periódico oficial número 192, segunda parte el 2 de diciembre de 2011 en el objetivo

indicado como regular la planeación, gestión, conservación y preservación de las

aguas de jurisdicción estatal, para lograr un desarrollo sustentable.

2.5. Problemas ambientales que trae consigo la generación de basura.

La Contaminación es la introducción en un medio cualquiera de un contaminante;

es decir cualquier sustancia o forma de energía con potencial para provocar daños,

irreversibles o no en el ambiente. Para que se pueda hablar de contaminación es

necesario que el agente se introduzca por encima de la capacidad del medio para

eliminarlo. No es, pues, una cuestión de qué productos se introducen, sino la cantidad.

La proliferación de estos residuos supone un desequilibrio grave en el ecosistema,

hasta el punto de llegar a imposibilitar la vida de las especies existentes. El agua, el

aire y el suelo, son los principales medios contaminados. Cuando se recogen los

residuos de las casas habitación, el problema de qué hacer con ellos desaparece,

pero en realidad sólo ha cambiado de lugar. La generación de basura trae consigo:

2.5.1. El consumo de energía y materiales.

Que son utilizados en la elaboración de los envases y productos que después

se desecharán, energía y materiales que con frecuencia provienen de recursos


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que no son renovables, como petróleo y minerales. Cuando se desecha lo que

considera como basura, en realidad se están tirando los recursos naturales y que

no son renovables.

2.5.2. La contaminación del agua.

El agua superficial se contamina por la basura que se arroja en ríos y

cañadas. Pero el problema principal es el que no se puede observar. En los

lugares donde se concentra basura se filtran líquidos conocidos como lixiviados,

que contaminan el agua del subsuelo de la que, en la ciudad, todos dependen

de ella. Cabe aclarar que en los rellenos sanitarios los lixiviados no contaminan

el agua ni el suelo porque están controlados y debidamente tratados. Al

contaminarse los recursos ya no pueden volver a ser utilizados. Un lago o un río

altamente contaminado ya no podrán proporcionar agua para riego ni usarse

para el consumo humano.

Fig. 4. Descarga de aguas negras a canales y ríos


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2.5.3. La contaminación del suelo.

La basura que es arrojada al campo, cambia la composición química del suelo

y obstruye la germinación y crecimiento de vegetación. El problema de los suelos

contaminados radica en que hasta hace pocos años no existía conciencia del

grado de dificultad y el costo que representa revertir los efectos de los suelos

contaminados y descuidados para la sociedad.

Fig. 5. Contaminación en suelos de basura y aceites contaminantes.

2.5.4. La contaminación del aire.

Por la descomposición de la materia orgánica, los frecuentes incendios y por

los residuos y bacterias que son dispersados por el viento. La presencia en el

aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia

grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza, así como que puedan

atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores

desagradables. El nombre de “contaminación atmosférica” se aplica por lo

general a las alteraciones que tiene efectos perniciosos en los seres vivos y los


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elementos materiales, y no a otras alteraciones inocuas. Los principales

mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que

implican combustión, tanto en industrias como en automóviles y calefacciones

residenciales, que generan dióxido y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno

y azufre, entre otros contaminantes. Igualmente, algunas industrias emiten gases

nocivos en sus procesos productivos, como cloro o hidrocarburos que no han

realizado combustión completa. CO2 o bióxido de carbono que es emanado por

los automóviles y fábricas que aun utilizan carbón como método de energía y los

aerosoles que están destruyendo la capa de ozono.

2.6. Contaminación a cuerpos de agua.

Para esto, es inevitable conocer cuánta contaminación existe en las aguas. Y en

este sentido, un dato alarmante llega: Por día se vierten dos millones de toneladas de

basura en los ríos de todo el mundo. Sin duda alguna, esta cifra merece una especial

atención.

El vertido indiscriminado de basura no biodegradable en ríos, lagos, y mares

ocasiona no sólo un daño estético sino además un perjuicio inimaginable en los

animales, los cuales sufren de muerte por ingesta de materiales como botellas,

pañales desechables; asfixia por enredamiento en bolsas plásticas; cortes por latas y

vidrios.

A este problema de contaminación de las aguas se llega, entre otras cosas, por la

falta de tratamiento de las aguas residuales en los llamados países emergentes, lo

que se traduce en contaminación de los recursos hídricos subterráneos y

superficiales.


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2.7. Generación de los residuos sólidos

La cantidad y el tipo de residuos que sale de los hogares no son siempre los

mismos. Depende de los hábitos de consumo y del poder adquisitivo que se tenga. En

un dato importante saber que los grupos sociales de mayores ingresos generan más

desperdicios que aquellos que no tienen los mismos niveles de ingreso.

2.8. Destino de los residuos sólidos.

Durante mucho tiempo los residuos sólidos se concentran en tiraderos a cielo

abierto, sin pensar en los problemas de contaminación que causan. Los rellenos

sanitarios son sitios adecuados para la disposición final de los residuos; son

instalaciones en las que se aplican una serie de medidas para disminuir los efectoscontaminantes de la concentración de desperdicios; selección de terrenos con suelo

de baja filtración, protección del suelo con material impermeabilizante, recubrimiento

cotidiano con tierra sobre cada capa de desperdicios, instalación de tubos para salida

de gases, captación de lixiviados y control de animales nocivos.

Además del reciclaje, una de las alternativas para el tratamiento de residuos es el

aprovechamiento térmico o la incineración.

Una vez que se generan los residuos sólidos se tiene que disponerlos en

recipientes para su almacenamiento temporal para posteriormente entregarlos a las

empresas de recolección y transporte de residuos. El tamaño de las canecas o bolsas

depende mucho del tipo de residuos que se generan. Los residuos de la cocina suelen

tener una densidad mayor a los residuos que se pueden generar en una oficina o en el

baño, lo que implica que para la cocina se requerirán bolsas más grandes (o

desocuparlas más veces). También es importante tener en cuenta que el mayor

porcentaje de los residuos que se generan van a estar dados en la cocina o en la

preparación de alimentos.


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2.9. Costo de la recolección de los residuos só lidos.

El manejo de los residuos sólidos ocupa una parte importante de los impuestos. Su

recolección y disposición final representa elevados costos para el gobierno que

administra las aportaciones. Hay que pensar simplemente en cuanto se debe gastar

para recuperar un ambiente contaminado, como un río o un lago. Cuando existe un

costo por la recuperación de bienes comunes para los habitantes de una comunidad,

población, estado o país, esto puede crear conciencia a la población puesto que

existen gastos médicos y a su vez afecta su economía. Uno de los costos que se

requiere para hacer la separación desde la fuente de los residuos sólidos es educar al

generador y más allá de decirle que con eso salvará al planeta, invitarlos a tener

hábitos de separación de la basura (un nuevo aprendizaje) para que se logremantener esta labor.

En los países que llevan más de 30 años desarrollando programas de separación

de residuos, las personas logran identificar más de cinco (5) componentes o

fracciones de residuos (orgánicos, papel, plástico, cartón, vidrio, metal y otros). Sin

embargo, en países como el México donde no se han desarrollado campañas, ni se

ha hecho la difusión adecuada de lo que se puede separar, para iniciar no se puede

hacer con tantas fracciones que implican la toma de diferentes decisiones para elgenerador, que probablemente terminará desechando sus residuos de forma

equivocada. Para iniciar el análisis de la problemática de los residuos sólidos en

países en vía de desarrollo, se debe hacer con 3 fracciones que pueden dividirse

como: Aprovechables, no aprovechables e higiénicos; o papel, los demás reciclables y

otros residuos (mezcla de no aprovechables e higiénicos); o papel y cartón, envases,

y otros (mezcla de no aprovechables e higiénicos).

La determinación de las fracciones o componentes a separar depende de los

componentes del sistema de gestión de residuos, ya que si el sistema cuenta con una

planta de compostaje, resulta importante que los residuos orgánicos se generen de

forma separada y sin otros contaminantes. Lo mismo sucede con el tema de los

reciclables ya que por más que se cuente con un sistema posterior de clasificación de


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los residuos, se deben separar de tal forma que no se contaminen con otros residuos,

cosa que usualmente pasa cuando se mezcla el papel con los envases que suelen

contener líquidos y terminan afectando la calidad del papel.

2.10. Planta de bombeo para aguas residuales.

Una planta de bombeo o una estación de bombeo se define como el conjunto de

equipos mecánicos y eléctricos que tiene la misión de elevar el agua, ya sea de tipo

potable o de aguas residuales, desde un nivel inferior hacia un nivel superior y poderla

movilizar hacia otra estación de bombeo o un destino final. Las obras civiles que

nacen de las dimensiones requeridas por los equipos, representan un aspecto

importante de las estaciones de bombeo ya que cubren todo lo que se refiere a

anclajes, cárcamos, paredes, cimentaciones, techos e instalaciones requeridas dentro

del mismo. Como complemento a las obras civiles las arquitectónicas tienen la misión

de proporcionar un edificio adecuado a la estación que comprenda los servicios de

vigilancia y operación de los equipos asimismo las oficinas, sanitarios, zona de carga

y descarga de los desechos o residuos.

2.11. Elementos que consti tuyen íntegramente a una planta de bombeo.

De acuerdo con las distintas fases y los niveles de bombeo, una planta de bombeo

actúa en forma distinta, para lo cual se dividen en los siguientes componentes:

2.11.1. Elementos Mecánicos.

Tuberías de admisión bombas y válvulas de retención de compuertas,

válvulas de alivio, reguladoras de flujo además de piezas especiales como

los codos, las reducciones de tuberías, niples, carretes, juntas, tuberías

de descarga, instrumentos de medición de gasto, flujos y presiones.

2.11.2. Elementos eléctricos.

Dentro de estos se localizan los motores eléctricos, interruptores de

energía, arrancadores, controles, subestación y equipos de medición.


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2.11.3. Obras Civiles.

Estos elementos integran todas las construcciones para la distribución de

la planta así como son los pozos, cárcamos, cimentaciones, lozas y en

general toda la superestructura de la misma estación.

2.11.4. Obras Arquitectónicas.

Lo constituyen las casetas de vigilancia, oficinas, laboratorio de medición

patios de maniobras, almacén, bodegas, etc.

2.11.5. Equipos Complementarios.

Grúas puente, polipastos equipos especiales, alumbrado exterior e interior.

Las plantas de bombeo de aguas residuales requieren, sin excepción, de la ayuda

de una planta de emergencia, puesto que el bombeo de aguas residuales no se debe

de suspender en el caso de falla de algún suministro de energía eléctrica; en

estaciones de este tipo se deben tomar en cuenta los espacios suficientes y los

componentes necesarios que deban de cumplir con la función de una planta integral

de emergencia como son: el agua de enfriamiento, abastecimiento de combustible etc.

2.12. Estaciones de bombeo en cárcamos.

Este tipo de estaciones de bombeo se utilizan cuando el cárcamo es alimentado

por una o varias fuentes que pueden ser por gravedad o por alimentación de

colectores y las bombas de la estación son las responsables de manejar el caudal del

proyecto bajo las condiciones de carga total calculada específicamente para el

cárcamo específico. Fig. 6.


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Fig. 6. Estación de bombeo en cárcamo.

2.13. Características comunes en elevadores de cangi lones.

Un elevador de cangilones es un mecanismo que mediante una banda

transportadora y cangilones, acarrean el manejo de materiales a granel verticalmente.

Los elevadores de cangilones son una parte esencial de los equipos y maquinarias de

las minas, producción, fundiciones y plantas de procesamiento de muchos otros. Fig.

7. Pueden ser varios diseños, pesos y tamaños, dependiendo del tipo de producto

que se está moviendo. Algunos de los productos comunes que se mueven a través de

ascensores y transportadores incluyen, alimentos a granel, cereales, metales, mineral

y sustancias líquidas. Estos ascensores pueden ser mecánicos, hidráulicos,

electrónicos u operados a través de otros medios, como animales o la fuerza muscular

humana.


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Fig. 7. Elevador de Cangilones

Los cangilones están típicamente ligados a una banda sin fin o cadena. Este

cinturón circular alrededor de ruedas dentadas y/o tambor mecánico impulsado por un

motor, para que el contenido de la cuchara se transporte de un lugar o nivel a otro.

Este cinturón circular puede ser impulsado por la fricción o por cadena. La superficie

de la cinta puede ser suave o dura.

La presencia de los cangilones en la cinta indica que el producto que se mueve es

líquido o tal vez pequeños productos a granel. En el caso de líquidos el contenido estransportado a la nueva ubicación y objeto de vaciado. El mismo proceso es probable

que ocurra cuando el producto es mineral.


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El ascensor puede ir hacia arriba o hacia abajo de un nivel a otro. Cuando este tipo

de ascensor es utilizado, el producto se coloca en el cangilón que se sube o baja a

través de medios mecánicos o hidráulicos. Cuando el cangilón lleno alcanza el nivel

de nuevo, el impulso de la cinta hace que llegue el contenido a otro recipiente o

directamente a la zona de almacenamiento.

Los contenidos también pueden ser transportados en posición horizontal. En este

caso, el cangilón puede aparecer como una bola para mover el producto de una parte

de una instalación a otra. Productos que se mueven de esta manera se puede hacer

con menos gente que los métodos tradicionales. Por lo general, el equipo es operado

por una serie de interruptores que suministran energía a la zona apropiada.

Los elevadores de cangilones son fabricados por un número limitado de empresas,

la importancia de un buen equipo con partes duradera no puede ser sobrestimada.

Las empresas que utilizan estos ascensores no pueden permitirse el lujo de cerrar las

operaciones de una parte faltante o desgastada, mantenimiento e inspecciones

periódicas son esenciales para un funcionamiento eficiente. La planta de fabricación

para el equipo de ascensores a menudo proporciona a los técnicos que realizan el

trabajo de mantenimiento.

Con un elevador de cangilones, la mayoría de los materiales de flujo libre y otros

materiales con características de flujo pobre puede ser manejada con éxito. La

velocidad a la que el material puede ser elevado depende de muchos factores,

además de los efectos del diseño del cangilón, capacidad y distribución a lo largo de

la cinta.

El elevador de cangilones a proponer, debe ser especialmente diseñado y diferente

a los demás cangilones pero con el mismo concepto de una cinta sin fin que ayudará

a mover la basura de un nivel a otro, debe ser resistente a la corrosión, al desgaste,

con bajos costos de mantenimiento y con la capacidad de separación de basura y

agua, sencillo y de fácil operación.


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2.14. Tipos de elevadores de cangilones.

El ascensor más común es un elevador de descarga centrífuga, que puede ser

vertical o inclinado, esto depende de la acción de la fuerza centrífuga para poner el

material en el canal de descarga y se ejecuta a una velocidad relativamente alta. En

los elevadores inclinados, los cangilones pueden ser colocados con poca separación o

muy juntos y pueden tener el conducto de descarga establecido cerca de la polea

motriz.

Todos los elevadores verticales tienen un mayor espacio entre los cangilones con

fondos redondeados. Los materiales de una bota, un hoyo o una pila se pueden

cargar fácilmente llevándolos al siguiente nivel o hacia otro transportador para su

almacenamiento. La forma de cangilones son triangulares y cerca de la cinta con poco

o ningún espacio entre ellos. Este tipo de ascensor se está utilizando para transportar

material pesado, y levantar a un ritmo lento. A diferencia de anteriores elevadores,

que solía utilizar cangilones pequeños, planos de acero, los elevadores de hoy en día

moderno utiliza una correa de goma con la cuchara de plástico. Estos son más

convenientes y fáciles de usar. Además, las poleas se utilizan en la parte superior e

inferior son impulsados por un motor eléctrico.

La función principal del elevador de cangilones es continuar con el flujo de material

a través de un manejo vertical. Existen diferentes tipos de elevadores de cangilones,

descarga centrífuga, descarga positiva, continuos y elevadores de súper capacidad.

Las cadenas o cinturones como elemento de tracción que se utilizan y las formas

diferentes de cangilón, ofrecen una posibilidad universal de combinaciones.

Algunos elevadores de cangilones son utilizados en diversas industrias ya que

tienen una gran capacidad de transporte, altura, carrera, menos mantenimiento,estables y fiable ejecución, además ofrecen una gran ventaja al ser diseñados para

una vida larga y útil, este elevador es la mejor opción dentro de los elevadores que

transportan productos a granel.


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2.15. Beneficios del proyecto.

Los proyectos de aguas residuales son realizados a fin de evitar o aliviar los efectos

de los contaminantes descritos en secciones anteriores, en cuanto al ambiente

humano y natural. Cuando son ejecutados correctamente, su impacto total sobre el

ambiente es positivo, ya que el retiro de materiales plásticos, pañales y todo tipo de

basura orgánica e inorgánica son dañinos, tanto para el medio ambiente como para

sus pobladores.

Los impactos directos incluyen la disminución de molestias y peligros para la salud

pública en el área de servicio, mejoramientos en la calidad de las aguas receptoras,

en este caso porque ya en algunos lugares existen plantas tratadoras de aguas

residuales, pero requieren que la basura no pase directamente a otros niveles de

tratamiento, además de aumento en los usos beneficiosos de las aguas.

Adicionalmente, la instalación de un sistema de recolección y tratamiento de las

aguas residuales posibilita un tratamiento previo y conexión con el alcantarillado

público, y ofrece el potencial para la reutilización beneficiosa del efluente tratado.

Los impactos indirectos del tratamiento de las aguas residuales incluyen la

provisión de sitios de servicio para el desarrollo, mayor productividad agrícola y

forestal o menores requerimientos para los fertilizantes químicos, en caso de reutilizar

las aguas tratadas, y menores demandas sobre otras fuentes de agua como resultado

de la reutilización del efluente.

De éstos, varios potenciales impactos positivos se prestan para la medición, por lo

que pueden ser incorporados cuantitativamente en el análisis de los costos y

beneficios de varias alternativas al planificar proyectos para las aguas residuales. Los

beneficios para la salud humana pueden ser medidos, por ejemplo, mediante el

cálculo de los costos evitados, en forma de los gastos médicos y días de trabajo

perdidos que resultarían de un saneamiento defectuoso. Los menores costos del

tratamiento de agua potable e industrial y mayores rentas de la pesca, el turismo y la


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recreación, pueden servir como mediciones parciales de los beneficios obtenidos del

mejoramiento de la calidad de las aguas receptoras. En una región donde es grande

la demanda de viviendas, los beneficios provenientes de proporcionar lotes con

servicios pueden ser reflejados en parte por la diferencia en costos entre la instalación

de la infraestructura por adelantado o la adecuación posterior de comunidades no

planificadas.

3. Desarrollo del proyecto

Para el desarrollo del proyecto se toma la idea de hacer un elevador de cangilones

por varias razones, una de ellas es que puede mover grandes cantidades de

materiales de un lugar a otro. En este caso también la idea es la de reducir al máximo

la exposición de los operadores dentro del cárcamo, que se encuentra a 4.5 mts. de

profundidad del nivel del suelo y donde se forman gases tóxicos, además del contacto

directo con la basura y los desperdicios atorados en las rejillas utilizadas para la

separación de la basura. El desarrollo comienza con la medición y el mejor

posicionamiento del elevador de cangilones, ya que en la actualidad se encuentra una

construcción física del cárcamo y se necesita adaptar el sistema de cangilones para

su correcto funcionamiento.

Se toma como base los canales construidos para dar cauce a las aguas tratadas

antes de mandarlas a los siguientes depósitos de tratamiento, ya que es por donde

llegan las aguas residuales y el cauce natural del rio que pasa por el poblado de

Salamanca, Guanajuato, este ultimo esta muy contaminado por la mismas

poblaciones aledañas al rio y en la mayoría de los casos el mismo sirve como

desemboque de los alcantarillados. Existe una plataforma que atraviesa el cárcamo y

sirve como grúa para meter y sacar los equipos dentro del cárcamo; este nos servirá

para colocar el receptor o almacenamiento temporal de la basura recolectada dentro

de elevador de cangilones, y por ultimo la grúa viajera que servirá para retirar la

basura y llevarla hacia la plataforma de recolección donde se posiciona el transporte

municipal de basura de la comunidad.


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horas cada uno, en las que el personal debe estar al pendiente de la acumulación de

la basura en las rejillas, tal como se muestra en la siguiente figura que muestra el

esquema de entrada de aguas residuales al tratamiento primario.

Fig. 8 Funcionamiento de eliminación de sólidos actual.

3.3. Propuesta del elevador de cangilones.

Estos elevadores pueden mover verticalmente la basura y todo depende de cómo

este tipo de equipo sea diseñado. Hablando de diseño, los cangilones se deben hacer

de manera que se garantice que pueden hacer girar a su manera, para que nunca el

ascensor pierda su alineación vertical, para este diseño especial se proponen dos

cubos o cangilones a lo largo de la banda sin fin por la capacidad de recolección que

relativamente es baja en la acumulación de la basura a mover. Como se muestra en la

figura 9.


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Fig. 9. Principio para alineación vertical con solo 2 cangilones.

3.4. Propuesta del tipo de cangilón.

El cangilón propuesto no deben permitir la caída de la basura y los bordes deben

ser recogidos, con el fin de asegurar que cuando se arrastran a través del material

que se va a transportar lo recoja durante el proceso de arrastre. En este caso lo que

se necesita es un separador de basura mediante el barrido de un rastrillo o peine

mecánico que separa el agua de la basura. Las consideraciones de carga para este

Cangilón 1

Elevadordecan ilones

Cangilón 2

Receptorde basura


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elevador de cangilones de basura está relacionada con condiciones climáticas,

horarios y algunos otros factores que dan una carga aproximada de basura de 1-2 kg

de basura por hora, haciendo una representación de la zona y un análisis estadístico

de acumulación de la basura generada en el mismo centro de trabajo y tomando en

cuenta las observaciones de los operarios del cárcamo, así como los registros que se

hicieron aleatoriamente por día de trabajo o muestra simple en las cuales se

encuentra lo siguiente

Tabla 1. Estadística por día de la basura acumulada

DIA KG BASURA x DIA

1 24 Kg

2 25.5 Kg

3 20 Kg

4 28 Kg

5 30 Kg

6 40 Kg

7 38 Kg

9 29 Kg

10 30 Kg

11 38 Kg

12 22 kg

Estas características son variantes y dependientes de las condiciones de los

caudales que son regulables en la estación de bombeo, ya que se tienen compuertas

de entrada de agua para regular la entrada al cárcamo, dado que la basura generada

y recolectada en el sistema de aguas pluviales y el rebombeo de aguas residuales dela propia refinería, esta se vuelve a recircular para su tratamiento a este y otro

cárcamo que se encuentra en la ciudad, aun así la carga de basura puede variar y

más aun, a consecuencia de la inconsciencia y la falta de cultura e implementación de

sistemas más modernos para recolección de basura.


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En la figura 10 se muestra el funcionamiento del cangilón que a diferencia de los

cangilones más convencionales este tiene la propiedad de ser una coladera y así

detener los sólidos mayores a 10mm con una rejilla situada en el canal, con la función

de retener la basura mientras el peine la recolecta subiendo con la basura y

depositándola en un contenedor a otro nivel.

Fig. 10. Rastrillo mecánico.

Rastrillomecánico


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3.5.Programa de trabajo. El siguiente programa de trabajo representa los tiempos

estimados para la ejecución, compra de materiales y puesta en marcha.


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3.6. Condic iones de la estación de bombeo.

En su forma básica los ascensores simplemente mueven los materiales a granel y

descarga el material al llegar a la cima y luego volver a recoger una nueva carga.

Sobre todo, el material que se ha descargado se encamina a tolvas, que también se

puede unir a los contenedores de almacenamiento o en bolsas en las que el material

se envasa. Para lograr el objetivo se necesita de un contenedor de basura que está en

la parte superior fuera del alcance directo de gases tóxicos y exposición directa a las

aguas residuales. Figura 11.

Fig. 11. Condiciones de estación de bombeo.

Área deembar ue

Tubo de

descargade aguaresidual

Canal pluvial

Polipasto

Propuesta deelevador decangilones


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3.7. Personal a cargo.

Con la ayuda de los ascensores de todo el proceso de tratamiento de materiales se

vuelve más mecánica por lo que ayuda a mantener las necesidades de personal al

mínimo. De hecho, a las personas encargadas de la vigilancia y supervisión de los

cangilones deberán ser las que se capacite para su correcto funcionamiento y son

aquellos que controlan la actividad de los elevadores de cangilones y que ajuste la

configuración, siempre que sea necesario.

Además, estos equipos también están diseñados para trabajar de forma continua.

Para ello, el inicio, así como las operaciones de parada se reducen al mínimo, un

exceso de arranque y parada del ascensor puede llevar a la ineficiencia de las

operaciones y, además mientras menos veces se detenga durante el ciclo, los riesgos

son menores y se evitan los derrames.

3.8. Tiempo de operación.

Los sistemas o procesos que utilizan estos ascensores pueden elegir o utilizar los

ascensores durante un período determinado de tiempo o pueden optar por utilizar los

ascensores de forma continua, en este caso los ciclos a desarrollar son bajos y la

frecuencia varia de 2 a 3 ciclos por turno dependiendo de las condiciones de bombeo

que se requieran o que se demande, así como también depende del flujo o las

condiciones en las que se verifique, a criterio de los operadores. Esto se debe a que la

variación de los factores que determinan la acumulación de basura.

3.9. Memoria de cálcu lo.

La presente memoria de cálculo tiene como objeto de informar y fijar los

lineamientos necesarios para la correcta selección de materiales a utilizar y de los

criterios básicos de ingeniería básica en la implementación del sistema mencionado,

está realizada con la información preliminar proporcionada en la lista de datos y en el

concepto del proyecto. Así mismo la normatividad de la NOM-CCA-031-ECOL/1993


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(Norma Oficial para el tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje y

alcantarillado urbano). En sus lineamientos generales.

3.9.1. Cálculos de Transmisión.

Los datos iniciales para el diseño del elevador de cangilones es el siguiente:

Velocidad de elevación ( VF ) = 0.26 m/s = 51.089 pies/min.

Carga Total acumulada de elevación en 1 cangilón = 30 Kg = 66.139 libras.

Se calcula la potencia necesaria para el sistema de acuerdo a la siguiente fórmula:

HP Carga lbx Velocidadpies/min33,000

o HP Carga lb x T x P x RPM.396,000

DONDE: T = Número de dientes de Catarina

P = Paso de cadena

HP 66.139 lb x 51.089 pies/min.33,000

HP 0.102


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Tabla 2. Selector rápido de catarinas

Numero de hileras RPM de Catarina motriz

HP deCatarinamotriz


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Tabla 3. Dimensiones de Catarinas Estándar RC-60.

Tipo A

Tipo B

Sencillo - Tipo B Sencillo - Tipo A


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Se selecciona un paso ANSI RC-60 con las dimensiones que se especifican en laTabla 3 del catalogo de Martin sprocket sección E

Se selecciona el factor de servicio para catarinas y cadenas de la tabla 4

Tabla 4. Factor de servicio.

El factor de servicio para un choque uniforme y con un motor eléctrico el factor deservicio de 1


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3.9.4. Cálculos de potencia.

Se realiza el cálculo para la potencia.

N N F. S.N 0.102 hp 1 0.102 hp

N 0.102 hp 0.75 0.076 KWSe recalcula la velocidad en la Catarina motriz es de:

n R. P. M.Rel n 1750 rpm30 58.333rpmCambiando a radianes por segundo:

n 58.333 2π1rev 1 min60 seg 6.10865 rad seg⁄ Se recalcula las revoluciones por minuto en la Catarina de 54 dientes.

n n ZZ n 58.333 1454 n 15.1235 rpm

Se calcula los diámetros de paso de las catarinas Z y Z.D Psen180 Z⁄ Donde:

P = paso en pulgadas.


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D 0.75sen180 14⁄

D 3.37047"Se calcula el diámetro de paso de Z.D Psen180 Z⁄ D 0.75sen180 54⁄

D

12.8988"De acuerdo a espacios en el diseño se da una distancia entre centros de las catarinasZ y Z una distancia entre centros en pasos y se calcula la longitud de la cadena enpasos.

C 34 pasosL 2C Z Z2 Z Z4πC

L 2 34 54 142 54 14

4π 34 L 68 34 1.19200L 103.19

Se redondea la longitud de los pasos de la cadena en pares.

L 104 pasosSe recalcula la distancia entre centro de las catarinas

Z y

Z con la siguiente fórmula:

C 14 L Z Z2 L Z Z2 8Z Z4π


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C 14 104 54 142 104 54 142 854 144 3.1416

C 14 104 34 104 34 84039.4786C 14 70 70 1280039.4786

C 14 70 √ 4900 324.2262

C 14 70 67.6444 C 34.4111 Pasos

Para obtener la longitud de la cadena en pulgadas se multiplica la longitud en pasospor el paso de la cadena RC-60 (.75 pulg)

longitud de cadena 34.4111.75 pulg 25.8083 pulg.

3.9.5. Cálculos de envolventes de catarinas de transmisión.

Calculando el ángulo de envolvente para cada Catarina debe ser mayor a 120°para evitar el desgaste y la fatiga prematura en los dientes en contacto

θ 180° 2 sin D D

2C

θ 180° 2 sin 12.8988 3.370472 25.8083 θ 180° 2 sin0.184598

θ 158.7246°


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3.9.7. Selección del cople.

Datos Necesarios:

• Potencia del motor: 1 HP.

• Tipo de motor: Eléctrico

• Velocidad de rotación del cople: 1750 RPM.

• Diámetros de las flechas ó diámetro del volante (en la jaula de motor a

explosión).

• Factor de servicio conforme a Tabla 1 de esta sección.

Selección Rápida.

Aplicar la siguiente fórmula para una Selección.Rápida. Determinación Fórmula 1.

O

Fórmula 2.

1.36

OFórmula 3.

1.013 De la Fórmula 1 se obtiene el siguiente resultado.

1 1.5 1.5 Con el resultado obtenido entrar en la Tabla 2 (transmisiones HP nominales) de esta

sección, con el numero de RPM correspondiente y desplazarse lateralmente hasta

encontrar el primer valor que sea igual o mayor al determinado con anterioridad.


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Tabla 5. Factor de servicio (Fs.).


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TABLA 6. Transmisiones HP nominales.


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3.10.2. Lista de Partes.

En esta sección se presenta el listado de partes del elevador de cangilones para

basuras, con la finalidad de proporcionar información precisa sobre los componentes

que integran su sistema y así agilizar el pedido de piezas de repuesto para el equipo.

Tabla 8. Lista desglosada de partes del elevador de cangilones

Ítem Cant. Plano Descr ipción Material

17 4 L0904 Ángulo de 2”x 2”x 3/16”x 300 mm lg. Inox

18 2 L0904 Ángulo de 2”x 2”x 3/16”x 320 mm lg. Inox

19 2 L0904 Ángulo de 2”x 2”x 3/16”x 320 mm lg. Inox4 2 L0908 Redondo de ø1” x 20 mm lg. Inox

9 2 L0908 Placa de 9.525” x 192.3 x 170 mm lg. Inox

21 4 L0909 Solera de 1” x ¾ x 280 mm lg. Inox

26 2 L0909 Redondo de ø1”x 20 mm lg. Inox

27 2 L0909 Redondo de ø1” x 220 mm lg. Inox

28 2 L0909 Redondo de ø1” x 5 mm lg. Inox

22 2 L0909 Placa para chumacera Inox

1 L0911 Solera de 4” x ¼ x 250 mm lg. Inox

1 L0912 Solera de 1” x 3/8” x 401.6 mm lg. Inox

63 1 L0913 Redondo de ø1”x 20 mm lg. Inox

71 4 L0913 Cuadrado de ½” x ½” x 63.5 mm lg. Inox

52 26 L0914 Ángulo de 1.5”x 1.5”x 3/16”x 1186.2 mm lg. Inox

14 2 L0914 Solera de 3” x 3/8” x 225.425 mm lg. Inox30 4 L0914 Ángulo de 1.5”x 1.5”x 3/16”x 687.05 mm lg. Inox

31 4 L0914 Solera de 1 ½”” x 3/16”x 76.2 mm lg. Inox



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39 1 L0914 Ángulo de 1.5”x 1.5”x 3/16”x 350 mm lg. Inox




43 2 L0914 Solera de 3” x 3/8” x 225.425 mm lg. Inox




53 1 L0915 Lamina de 1.6” x 650mm x 1110 mm lg. Inox

54 4 L0915 Lamina de 1.6” x 1106.8mm x 2190.37 mm lg. Inox





66 1 L0916 Redondo de ø2 – 1/2”x 1360 mm lg. Inox





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4. Análisis de costos.

Se realiza el análisis total de costos calculados para el montaje, ingeniería,

fabricación, insumos, materiales y mano de obra del elevador de cangilones para

basura. El objetivo de este análisis de costos es para conocer el monto total de






36 1 17 Placa de 1.6” x 1067.2mm x 810 mm lg. Inox

1 1 18 Ángulo de 1.5”x 1.5”x 3/16”x 936.875 mm lg. Inox

4 19 Solera de 1” x 3/16”x 600 mm lg. Nylamid

1 20 Solera de 1” x 3/16”x 936.875 mm lg. Nylamid

1 21 Placa de 1.6” x 1041.41mm x 600 mm lg. Inox

80 1Variador de frecuencia allen bradley 1305

ba06a es ha2.Elec

81 1Motorreductor mca. Falk 2 h.p. y rel.

1:28.a.prueba.de.explosion.Elec

82 2 Cangilones para basura. Inox

1 Catarina rc-60 tipo b 14 dientes Inox

1 Catarina rc-60 tipo b 54 dientes Inox

83 4Catarinas especiales en acero inoxidable de

20 dientes no. Parte 606k-32a-1.

Inox

84 25 Cadena (mts) no. 606k-32a-1. Inox

85 2 Chumaceras de 2” de pared de 4 barrenos. Inox

86 2 Chumaceras de 1 ¾” de base de 2 barrenos. Inox

87 1 Flecha motriz. Inox

88 1 Flecha tensora. Inox


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inversión que se va a necesitar para llevar a cabo la implementación de este proyecto

tomando en cuenta que tiene toda la infraestructura de la estación de rebombeo, así

como los canales de abastecimiento de aguas residuales.

Los costos de las partes principales del elevador de cangilones para basura las

cuales son comerciales calculados en dólares americanos se pueden observar en la

siguiente tabla 9.

Tabla 9. Costos de partes del elevador de cangilones para basura.

Parte Cantidad Costo promedio

Sistema de transporteCadena no. 606k-32a-1. 25m $3,750.00

Transmisión

Motorreductor mca falk 2 h.p. Y rel.

1:28.a.prueba.de.explosion

1 $1,150.00

Chumaceras de 2” de pared de 4

barrenos.(inox)

2 $588.00

Chumaceras de 1 ¾” de base de 2

barrenos(inox)

2 $476.00

Estructura

Ángulo de 2”x 2”x 3/16” 4 $351.98

Ángulo de 1.5”x 1.5”x 3/16” 10 $539.92

Lamina acero inoxidable calibre 18 tipo

304 4’x10’

10 $1,617.69

Tornillería 1 lote $250.00


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4.1. Costos de fabricación de piezas instalación y montaje

Parte Cantidad Costos de

Sistema de transporte

Cangilones 2 $1,750

Transmisión

Catarinas especiales en acero

inoxidable de 20 dientes no. Parte 606k-

32a-1.

4 $1,295.00

Catarina rc-60 tipo b 14 dientes 1 $58.00

Catarina rc-60 tipo b 54 dientes 1 $180.00

Flecha motriz 1 $345.25

Estructura

Cubierta estructural 2 $435.17

Tolva para cubierta 1 $254.23

Base de charola receptora 1 $155.40

Bases de tensoras 2 $148.06

Soporte de transmisión 1 $87.00

Sistema conducido

Flecha tensora 1 $325.45

Placa para chumacera tensora 2 $210.00


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Ingeniería básica para el desarrollo 150 hrs $1607

Ingeniería de detalle de planos 200 hrs $2142

Supervisión e instalación 720 hrs $2570

4.2. Costos de montajes y puesta en marcha del sistema

En los precios que se reflejan en este proyecto se toma en cuenta que los preciosunitarios son medias obtenidas de acuerdo a las experiencias previas de contratistas

locales en montajes similares y también se consideran los transportes de partes,

mano de obra, así como algunas consideraciones de obra civil para montaje adecuado

del sistema si es que lo requiere, para esto el proyectista debe considerar los espacios

adecuados dentro de la planta de bombeo o se debe adecuar a los canales de

alimentación de aguas residuales

Por último en la tabla 10 se muestra el resumen de los costos de todos elementos

del elevador de cangilones para basura y el costo total de la obra mecánica del

proyecto completo.

Descripción de parteCantidad

Costo de

partes

comerciales

Costos de

fabricaciónPrecio total

Sistema de transporte

Cangilones 2 $1,750 $1,750

Cadena no. 606k-32a-1. 25m $3,750.00 $3,750.00


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Transmisión

Motorreductor mca falk 2 h.p. Y

rel. 1:28.a.prueba.de.explosion1 $1,150.00 $1,150.00

Catarinas especiales en acero

inoxidable de 20 dientes no.

Parte 606k-32a-1.

4 $1,295.00 $,1295.00

Catarina rc-60 tipo b 14 dientes 1 $58.00 $58.00

Catarina rc-60 tipo b 54 dientes 1 $180.00 $180.00

Flecha motriz 1 $345.25 $345.25

Chumaceras de 2” de pared de

4 barrenos.(inox)2 $588.00 $588.00

Chumaceras de 1 ¾” de base

de 2 barrenos(inox)2 $476.00 $476.00

Estructura

Cubierta estructural 2 $435.17 $435.17

Tolva para cubierta 1 $254.23 $254.23

Base de charola receptora 1 $155.40 $155.40

Bases de tensoras 2 $148.06 $148.06

Soporte de transmisión 1 $87.00 $87.00

Sistema conducido

Flecha tensora 1 $325.45 $325.45


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Placa para chumacera tensora 2 $210.00 $210.00

Estructura

Ángulo de 2”x 2”x 3/16” 4 $351.98 $351.98

Ángulo de 1.5”x 1.5”x 3/16” 10 $539.92 $539.92

Lamina acero inoxidable calibre 10 $1,617.69 $1,617.69

Tornillería 1 lote $250.00 $250.00

Ingeniería básica 150 hrs $1607 $1607

Ingeniería de detalle 200 hrs $2142 $2142

Supervisión e instalación 720 hrs $2570 $2570

Totales $8,723.59 $11,742.5 $20,286.15

5. Operación y mantenimiento del equipo

Al realizar un manual de operación y mantenimiento es necesario que sea detallado

y entendible ya que esto llevará a un mejor rendimiento y durabilidad del equipo.

5.1. Recomendaciones de seguridad.

Las siguientes indicaciones de seguridad son incluidas dentro del presente

manual para indicar al personal de mantenimiento y operadores, las

precauciones que debe asegurar el personal, durante el mantenimiento a

los equipos.

Se debe tener la seguridad de que el equipo se use para las actividadesespecíficas y siempre dentro de los límites de capacidad.

Todo el personal que lleve a cabo mantenimiento o reparaciones en el

equipo deberá ser calificado y entrenado en los fundamentos que rigen en


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forma adecuada y segura la reparación y el mantenimiento del equipo

como se describe en este manual.

Asegurar que todo el personal que trabaje, o que este cerca de los

equipos, se familiarice con la localización del sistema de traslación del

equipo y evitar algún accidente en el momento de la manipulación del

mismo.

Asegúrese de que todas las herramientas y equipo de mantenimiento se

hayan retirado del área de trabajo.

Se debe conducir inspecciones de rutina para asegurarse que todos los

dispositivos permanecen en su lugar y están funcionando en forma

adecuada (seguros, tornillos, cadenas, etc.)

Los sistemas tienen una clasificación de carga por seguridad. El peso total

de la carga nunca debe exceder el 100% de este límite.

Al instalar otros dispositivos estos se deben tomar en cuenta. Las cargas

para esos dispositivos pueden llegar a afectar el mecanismo.

El operador debe inspeccionar los sistemas mecánicos en busca de

tornillos flojos y gastados, piezas cuarteadas o deformadas antes de hacer

uso de este. Las piezas defectuosas deben reemplazarse con piezas

aprobadas por el fabricante antes de reanudar el uso.


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en movimiento y estáticos haciendo referencia de desgaste excesivo, cuarteaduras u

otros factores que ponen en riesgo al equipo y lo más importante al personal que

labora con el mismo.

Inspeccionar cangilones, rastras, seguros, cadenas, chumaceras, catarinas, todas

las superficies de contacto, si aparecen cuarteaduras, desgaste excesivo o daños a

cualquier elemento sustituir las piezas.

Todos los elementos durante su operación deben moverse libremente sin ninguna

restricción.

Nunca se trabaje con los sistemas sin que los seguros y tornillos se encuentren

bien apretados y en buen estado.

Evitar que el elevador exceda los límites permisibles de carga del equipo.

Tanto las chumaceras como el sistema de cadenas deben aceitarse o engrasarse

debidamente según sea el caso en un lapso de tres a cuatro meses.

Para que los sistema tanto para basuras como para arenas funcione de un modo

fiable, es indispensable que este adecuadamente lubricado o engrasado, el objetivo

es el de evitar el contacto directo tanto entre los elementos deslizantes como el

contacto de los metales con los fluidos tóxicos del canal. Cuando el lubricante tiene

funciones adicionales que realizar, como obturar o extraer el calor del perno, entonces

se necesitan mayores cantidades.

El lubricante contenido en un sistema de movimiento pierde gradualmente sus

propiedades de lubricación durante el funcionamiento como resultado de los

requerimientos mecánicos, el envejecimiento y la acumulación de contaminación. Por

consiguiente, se hace necesario añadir o renovar la grasa de vez en cuando.

En condiciones normales de funcionamiento, en la mayoría de las aplicaciones es

posible utilizar grasa para lubricar. La grasa presenta la ventaja con respecto al aceite

de que es más fácil de retener, particularmente con ejes inclinados o verticales, y


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también contribuyen a la obturación de la disposición contra los contaminantes, la

humedad o el agua.

5.2.1. Programa de Mantenimiento a Motorreductor .

Cada semana:

Revisar el nivel de aceite del reductor, y si es necesario reponerlo.

Revisar si existen posibles fugas de aceite.

Cada 3 meses:

Revisar la alineación del grupo motor-reductor.

Escuchar con un estetoscopio mecánico los ruidos del rodamiento y de losengranes.

Cada año:

Revisión general del reductor.

Revisar los conos.

Revisar tazas (de preferencia cambiarlas).

Revisar engranes y piñones.

Revisar el apriete del cono sobre la flecha.

Ajustar las flechas del reductor.

Revisar la bomba de aceite y sus conductos.

5.2.2. Desalineación de Ejes.

La desalineación de ejes es responsabilidad de hasta un 50% de todos los costes

relacionados con los fallos de las maquinas por eso es de especial atención a los

elementos rotativos del sistema, así como también incrementan el tiempo inoperativo

y no planificado de las mismas provocando mayores costes de mantenimiento y el


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paro no programado del agua que se necesita a este sistema para el abastecimiento

del cárcamo y que será por la falta de eliminación de la basura, asimismo los

desalineamientos en flechas y chumaceras pueden representar el incremento a los

niveles de vibración y de la fricción lo que a su vez, puede incrementar

significativamente el consumo de energía eléctrica y como consecuencia puede

causar el fallo prematuro de los rodamientos.

Al hacer alguna reparación entre la flecha motriz y las chumaceras se pueden utilizar

los métodos tradicionales así como el uso de galgas una regla/viga. Fig. 13. aun con

estos métodos son imprecisos las chumaceras tienen la posibilidad de absorber

ligeras desalineaciones y con esto reducir ruidos y vibraciones no deseadas para el

sistema.

Fig. 13 Desalineación típica de ejes


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Se debe verificar la desalineación del reductor con la flecha motriz y la transmisión de

cadena para evitar el desgaste de los elementos de transmisión como lo muestra la

siguiente Fig.14.

Fig. 14. Correcta alineación de ejes

Ventajas y beneficios de la alineación de Ejes en el sistema:

Incrementa la vida de los rodamientos

Incrementa el tiempo operativo y evitar los paros no programados

Reducir el desgaste de la cadena y las catarinas

Al reducir la fricción se evita el gasto excesivo en consumo energético

Reducir ruido y vibraciones Reducción de costos derivados de la sustitución de componentes


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Conclusiones

La separación de la basura se ejecuta muy bien con el cangilón separador y realiza un

barrido de basura dentro de lo esperado, proporcionando al operador una buena

confianza de que la basura sea separada y recolectada en el recipiente temporal.

El elevador de cangilones representa una de las maquinas más confiables en la

industria donde se manejan grandes volúmenes de materiales o en este caso la

confiabilidad de los operarios a no estar de la recolección de basura y acarrearla a

donde se necesita.

En cuanto a los resultados obtenidos y los métodos de separación de basura se

puede decir que por medio de la filtración y arrastre de la basura retenida en el primerpeine es necesario el continuo desazolve de éste para evitar la saturación y en su

defecto controlar el derrame de basura por aglomeración de ésta en el peine fijo. Cabe

mencionar y destacar que el sistema posee un temporizador el cual hace en

automático un ciclo en tiempo establecido y regulable según sea la necesidad de los

operarios para evitar la acumulación de basura, de forma que esto puede ser

regulable en las diferentes etapas de entrada de agua y evitar daños físicos al

elevador de cangilones.

El límite de capacidad del sistema se puede dar por la capacidad de almacenamiento

temporal dado que el sistema puede repetir continuamente el desazolve del peine y

por lo tanto del canal, el elevador de cangilones es un mecanismo construido para

trabajar continua y eficientemente, también se puede manejar muy fácilmente para

cualquier operario ya que puede por tiempo o por ciclos continuos. La implementación

de este elevador de cangilones genera beneficios ambientales, así como beneficios a

la salud de los trabajadores ya que, por medio de este sistema se eliminara la basurade las aguas residuales y evitara el contacto de los trabajadores con residuos

peligrosos, además este sistema puede implementarse en cualquier planta de

tratamiento de aguas residuales que tenga problemas con la recolección de basura.


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Glosario de términos.

Aguas residuales de actividades agroindustr iales.

Las que provienen de las actividades de la elaboración de alimentos, crianza yreproducción ganadera, porcícola, avícola y establos.

Aguas residuales de los servicios.

Las que provienen de los servicios de reparación y mantenimiento automotriz,

gasolineras, tintorerías, lavanderías, baños públicos, hospitales, hoteles, restaurantes,

revelado de fotografía, entre otros.

Aguas residuales industr iales.

Las que provienen de los procesos de extracción, beneficio, transformación o

generación de bienes de consumo o de actividades complementarias.

Flujo pobre.

El flujo pobre es cuando los materiales o producto a mover fluyen en forma

intermitente y en pocas cantidades que pueden ser de manera variada.

Flujo libre.

El flujo libre se presenta cuando los materiales o producto a mover fluyen por la

acción de la gravedad y solo están parcialmente envueltos por un contorno sólido.

Lixiviado.

En general se denomina lixiviado al líquido resultante de un proceso de percolación

de un fluido a través de un sólido. El lixiviado generalmente arrastra gran cantidad de

los compuestos presentes en el sólido que atraviesa. Este término se usa en casi

todas las ciencias ambientales, siendo su uso más general el que corresponde al


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Referencias y bibliografía.

http://www.mechanicalengineeringblog.com/3535-bucket-elevator-part-bucket-

elevator-guide-bucket-elevator-how-it-works/

NORMA Oficial Mexicana NOM-CCA-031-ECOL/1993, que establece los límites

máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales

provenientes de la industria, actividades agroindustriales, de servicios y el tratamiento

de aguas residuales a los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal.

(http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/gacetas/216/cca31.html)

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http://www.congresogto.gob.mx/leyes

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(Aclaración 30-abril-1997)NOM-001-ECOL-1996 706-ENERO-1996NOM-002-SEMARNAT-1996. Que establece los límites máximos permisibles decontaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado

urbano o municipal.NOM-002-ECOL-1996

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contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al

público.NOM-003-ECOL-199721-SEPTIEMBRE-1998.