Diseño y puesta en marcha del sistema de recirculación acuícola de la Universidad Marista de Mérida
M.C. Miguel Angel Vela Magaña Dir. Dr. Marcelo Araneda Padilla Marzo, 2011
Antecedentes Los sistemas de recirculación proporcionan ventajas económicas y ecológicas. I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Existe un control superior sobre el cultivo. Para efectos de conceptualizar y estudiar los proyectos de inversión presentan fases en su desarrollo y su operación.
Justificación
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
El crecimiento demográfico y las regulaciones ambientales, han restringido el uso de suelo en áreas que algún tiempo fueron destinadas para actividades productivas. Los sistemas de recirculación acuícola (SRA), se vuelven muy eficientes por la intensificación de estos en un mismo espacio.
Planteamiento del problema
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Los proyectos plantean desafíos, tiempos de entrega y costos.
Se hace necesaria la identificación de las etapas de la ingeniería del proyecto. Faltan indicadores económicos de inversión (precios unitarios y costos ensamblados) de los SRA.
Objetivo general
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Realizar la administración de la ingeniería de un módulo de producción acuícola de recirculación y determinar el tiempo de puesta en marcha.
Objetivos específicos
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Diseñar la ingeniería conceptual y básica de un proyecto de recirculación acuícola. Diseñar la ingeniería de detalle y de terreno de un proyecto de recirculación acuícola.
Determinar el tiempo de puesta en marcha del proyecto de recirculación acuícola. Determinar el costo directo de inversión de un sistema de recirculación acuícola.
Desarrollo de proyectos Definición de proyecto I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Fases: •Formulación y evaluación •Administración y dirección •Puesta en marcha •Operación Briceño (2006)
Desarrollo de proyectos La ingeniería del proyecto I. Introducción Puesta en marcha Ingeniería conceptual
II. Revisión de la literatura III. Materiales y método
Nivel de detalle (+)
Ingeniería básica
Decisión de inversión
Ingeniería de detalle
Ingeniería de terreno
IV. Resultados SECUENCIA
Briceño (2006)
V. Discusión
Marco, Precisión, Especificaciones y Detalles finales Vl. Conclusión
Componentes de un SRA
Tratamiento y eliminación de agua
I. Introducción
Biofiltro
II. Revisión de la literatura U.V.
III. Materiales y método IV. Resultados
Tanque
Canal de sedimentación Depósito
V. Discusión
Tratamiento y eliminación de sólido
Vl. Conclusión Modificado del diagrama de un sistema de recirculación (basado en Blancheton et al., 2007)
Componentes de un SRA
Balance de masas I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Un (SRA) debe de asegurar que los parámetros importantes que afectan la calidad del agua y la productividad de los peces se mantenga balanceado (Timmons, 2002).
Componentes de un SRA Volumen de control I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
La colocación de límites permite identificar los elementos que entran o salen del sistema, esta zona espacial se denomina como volumen control (VC) (Merino, 2005).
Modelo ingeniería conceptual 12 m
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Descripción del lugar. Criterios de diseño. •Restricciones del espacio •Composición química del agua de la zona. •Grupos técnicos participantes.
20 m
Modelo ingeniería conceptual 12 m 1
Criterios de diseño I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método
Para el área de 240 m2 se considera la instalación de 6 estanques de (0.75 mm), drenaje central de 4”, diámetro de 5 m, una altura de 1.1 m columna de agua y con una capacidad de 22,000 l, con un volumen del sistema de 130,000 l.
2
3
4
20 m
IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
(1) Sedimentador, (2) Cárcamo, (3) Biofiltro, (4) Cárcamo.
Modelo ingeniería básica Cálculos del sistema. Balance de masas. Timmons (2002) I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método
Se desarrollaron los cálculos, para los valores de Oxígeno disuelto (OD), Nitrógeno (NAT) y Sólidos suspendidos totales (SST). Volumen de Control
Q0
Q0 C1
C0 P
Q1
C1
IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
C1
Q1
Dispositivo de Tratamiento
C2
Q1 C2 + Q0 C0 + P = Q0 C1 + Q1 C1
Modelo ingeniería básica
Determinación del caudal límite para el diseño del sistema I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Se estructura bajo una densidad de 20 kg/m3 de pez, una biomasa de 440 kg/tanque que otorgaron una carga máxima del sistema de 2,640 kg, alimentados con una tasa del 1.5% del peso corporal.
Modelo ingeniería básica Consideraciones del sistema (Timmons, 2002) Caudal necesario para satisfacer el límite de: Oxígeno disuelto (OD)
Dióxido de carbono (CO2)
Sólidos suspendidos totales (SST).
Nitrógeno amoniacal total (NAT).
Donde:
Donde:
Donde:
Donde:
Concentración inicial
Concentración límite
Concentración límite
Concentración límite
C1 = 5.0 mg/l
C1= 40 mg/l de CO2
C1=10 mg/l.
C1= 2.0 mg/l.
Eficiencia de transferencia
Eficiencia de desgasificación
Eficiencia del tratamiento
Eficiencia del tratamiento
ET = 70%
ET= 70%:
ET= 75%.
ET=35%.
(Csat) para una atmósfera con un 50% de oxígeno.
Cmin= 0.5 mg/l (Corresponde a una atmósfera normal)
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
C2 = C1 + ET * (Csat- C1)
Modelo ingeniería de detalle Se replantea las necesidades del proyecto con los cálculos precisos definiendo: I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Planos Equipos Cotizaciones Proveedores
Modelo ingeniería de detalle
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Modelo ingeniería de terreno
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Instalaciones de equipos bien calibrados Pruebas del sistema Puesta en marcha
Determinación del tiempo de la puesta en marcha del proyecto
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Generación de un diagrama de Gantt Desarrollo de procedimientos que se basan en el análisis de redes CPM: Método de la Ruta Crítica. Determinísticas
Determinación de costos
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
I. Dividir por etapas. II. Generadora de partes. III. Costeo por partes. IV. Análisis de costos directos. V. Aplicar el método de ensamblados
Determinación de costos
I. Terraplén
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método
m3
II. Material de relleno IV. Resultados
Bloqueadura Cadena
V. Discusión
Pendientes cónicas Mano de obra (tiempo)
Vl. Conclusión
Determinación de equipos
Determinación de costos
III. Precios
$ m3 $
I. Introducción II. Revisión de la literatura $
III. Materiales y método Terraplén
IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Concepto
Unidad
Total
Precio
Material de relleno
m3
m3
$
Bloqueadura
ml
ml
$
Cadena
ml
ml
$
Pendientes cónicas
m3
m3
$
Determinación de costos IV. Análisis del costo directo I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Se define como: la suma de materiales, mano de obra y equipo necesario para la realización de un proceso productivo. Donde:
CD ax by cz.....
a, b, c..... = son consideradas variables x, y, z..... = son consideradas variables condicionadas Como variables se considera el valor de los materiales, el valor de la mano de obra y el valor de los equipos; como variables condicionadas se considera las cantidades que se consumen de cada uno de estos integrantes (Suárez, 1995)
Determinación de costos
Secuencia lógica para el ensamblaje de costos I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
•Planos y especificaciones •Determinación de los conceptos de obra •Lista de materiales •Cuantificación de conceptos •Maquinaria y equipos
Resumen balance de masas
I. Introducción Resultados del balance de masas
II. Revisión de la literatura
6000 5000 4000
III. Materiales y método
lts/min
3000 2000 1000
IV. Resultados
0 Oxígeno
Solidos Suspendidos
Nitrogeno amoniacal total
Parámetros
V. Discusión Vl. Conclusión
CO2
Cálculo y selección de la bomba
RESUMEN Y CONVERSIONES Caudal máximo reportado NAT Largo del tubo de 4"
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
1281
l/min
11
m
Perdidas por singularidades
0.94
m
Perdidas por fricción del tubo de 4"
0.19
m
Altura total a vencer
12.13
m
Altura total a vencer
39.8
pies
Caudal máximo reportado NAT
337
gpm
Cálculo y selección del soplador
PRESIÓN DE IMPULSIÓN Altura del estanque
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
1.1
m
Peso específico del agua
1000
kg/m3
Caída de presión
0.385
m
Perdidas por fricción
1.121
m
Presión de impulsión
1102
kg/m2
Presión de impulsión
0.11
kg/cm2
Presión de impulsión
24
pulgadas de agua
Cálculo del biofiltro
PARÁMETROS
I. Introducción II. Revisión de la literatura
IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
UNIDAD
Oxígeno disuelto por día
13.2
kg O2/día
Caudal necesario para satisfacer la demanda de O2
3652
l/min
Producción de NAT
1.69
kgNAT/día
Área de soporte del medio biofiltrante
3755
m2
Superficie del medio biofiltrante (TTAIO)
III. Materiales y método
CANTIDAD
Volumen del medio biofiltrante
405 9
m2/m3 m3
Actividades del proyecto (RC)
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Porcentajes de inversión del sistema de recirculación
Eq uip o d e s o p o rte d e vid a 48%
M ateriales 28%
I. Introducción Eq uip o (maq uinaria) 2%
II. Revisión de la literatura
M ano d e o b ra 22% Herramienta 0%
III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Concepto
Precio
Materiales
$
117,195
28.4
$9,188.18
€ 7,505.83
Mano de obra
$
88,970
21.6
$6,975.26
€ 5,698.10
Herramienta
$
1,733
0.4
$135.88
€ 111.00
Equipo (maquinaria)
$
9,000
2.2
$705.61
€ 576.41
Equipo de soporte de vida
$
195,128
47.4
$15,298.16
€ 12,497.07
100.0
$32,303.09
€ 26,388.40
Total
$
%
412,026
USD
EURO
Indicadores de inversión
Monto de la inversión
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
$ 412,026
Unidad
Inversión
Inversión en USD
Inversión en EURO
Unidad
Volumen de agua
132
m3
$3,121.41
$244.82
€ 199.96
$/m3
Área del sistema
240
m2
$1,716.77
$134.65
€ 109.98
$/m2
Biomasa en capacidad de carga
2640
kg
$156.07
$12.24
€ 10.00
$/kg
Tonelada producida
1000
kg
$412.03
$32.32
€ 26.39
$/kg
Tipo de cambio 1 USD equivale a 12.75 MXN Tipo de cambio 1 EURO equivale a 15.61 MXN
Conclusiones
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
La importancia de materializar proyectos multidisciplinarios permite la generación de información completa para dar respuesta a preguntas biológicas, desde enfoques como la administración y gestión de proyectos, la investigación de operaciones, el diseño y la construcción. Las cuales generan puntos de referencia para el desarrollo de proyectos de dimensionamiento superiores. •Cuando las actividades y el orden de sus precedencias son claras se proyecta una ruta crítica adecuada, esto ayuda a tener un seguimiento personalizado por el jefe de proyecto (JEFE1 para este caso de estudio) minimizando el posible atraso de alguna de estas actividades consideradas como críticas.
Conclusiones
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
La obtención de costos directos propuestos por Suárez fueron de gran utilidad para el desarrollo del análisis de precios unitarios; el programa OPUS ® es una herramienta muy útil para el desarrollo de los siguientes cálculos: la distribución de la inversión total, el presupuesto sin IVA del proyecto, las tarjetas de precios unitarios para cada uno de los conceptos, el catálogo de materiales del proyecto y la explosión de insumos. Para partir con el diseño de un proyecto de producción por lo general se considera el presupuesto que se tiene para desarrollar la idea, o el número de toneladas o kilogramos que se desean producir. Sin embargo para este trabajo se consideraron como criterios: la restricción de espacio, que sea un sistema experimental con dos tratamientos y tres réplicas cada uno (6 estanques), y que se comparta un biofiltro para todo el sistema.
Conclusiones
I. Introducción II. Revisión de la literatura III. Materiales y método IV. Resultados
V. Discusión Vl. Conclusión
Los cálculos obtenidos en este diseño son únicos con respecto a los parámetros de entrada, estos cálculos entregan un seguimiento del método desarrollado por Timmons para el balance de masas. El cálculo de los equipos se basa en las ecuaciones propuestas por Barraza.