estudio del gasto y aprovechamiento del agua en …
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ESTUDIO DEL GASTO Y APROVECHAMIENTO DEL AGUA EN LICONSA
PLANTA COLIMA
INFORME TÉCNICO DE RESIDENCIA PROFESIONAL QUE PRESENTA:
Melina Lázaro Delgado
ASESORES:
Interno: M.C. Oscar Barajas Pastor Externo: Lic. José Isaías Arellano García
CARRERA:
Ingeniería Bioquímica
Villa de Álvarez Col., 15 de Junio del 2017
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ÍNDICE
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………………………………………4
JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………………………….…………………………….5
OBJETIVO GENERAL……………………………………………………………………………………………………..……6
OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………………………………………………………………………………….…6
PROBLEMÁTICA DE LA EMPRESA…………………………………………………………………………….…………7
ANTECEDENTES………………………………………………………………………………………………………………….8
PROCESO DE PRODUCCIÓN……………………………………………………………………………………………...9
- Definición de leche…………………………………………………………………………………………………………….…….9
- Recepción de leche………………………………………………………………………………………………….……………….9
- Proceso de pasteurización…………………………………………………………………………………………..………….10
- Pasteurización tipo VAT (tina o lotes)………………………………………………………………………….………….11
- Pasteurización UHT…………………………………………………………………………………………………………………11
- Pasteurización HTST………………………………………………………………………………………….…………………….12
- Descripción del producto…………………………………………………………………………………………………….….15
- Rehidratado de leche………………………………………………………………………………………………………………16
- Capacidad de la planta…………………………………………………………………………………………………..……….17
- Utilización del agua en Liconsa Colima…………………………………………………………………………….……..18
- Parámetros de calidad del agua para uso y consumo humano……………………………….……………….20
- Aguas residuales……………………………………………………………………………………………………………………..21
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METODOLOGÍA……………………………………………………………………………………………………….……….24
- Instalaciones de la planta………………………………………………………………………………………….……………24
- Consumo anual de agua…………………………………………………………………………………….……………………24
- Recolección de datos………………………………………………………………………………………………………………25
- Cálculos de consumo de agua…………………………………………………………………………………………………33
- Distribución del consumo de agua………………………………………………………………………………………….42
- Análisis de resultados……………………………………………………………………………………………..………………44
- Puntos críticos detectados……………………………………………………………………………………..……………….45
- Utilización de las aguas residuales…………………………………………………………………………………………..46
- Costos por consumo de agua…………………………………………………………………………………………………..48
- Ahorro por consumo de agua…………………………………..……….……………………….……………………………48
CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………………………….………….51
RECOMENDACIONES………………………………………………………………………………………………………..52
COMPETENCIAS APLICADAS……………………………………………………………..………………………………53
REFERENCIAS……………………………………………………………………………………….…………………………..54
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INTRODUCCIÓN
La industria es uno de los mayores contaminantes de los recursos hídricos, anualmente vierte
entre 300 y 500 millones de toneladas de metales pesados, disolventes, lodos tóxicos y otros residuos.
Estos contaminantes convierten el agua en no potable al tiempo que contaminan y matan gran variedad
de especies (ONU, 2015).
Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce es usada para agricultura. El agua en la
industria absorbe una media del 20% del consumo mundial, empleándose en tareas de refrigeración,
producción de vapor, como disolvente de una gran variedad de sustancias químicas y/o alimentos y
lavado de áreas. El consumo doméstico absorbe el 10% restante (Covarrubias, 2011).
El agua que se utiliza en la industria, cada vez es más tratada y reutilizada para distintas tareas
internas, permitiendo así ahorrar, en muchas ocasiones, gran cantidad de litros y por consiguiente,
reducir costos. Los costos de tratamiento del agua residual de uso industrial, dependen de la calidad del
agua a tratar y del uso final de misma (Covarrubias, 2011).
Liconsa es una empresa mexicana que surge en el año 1994, y que cuenta con 10 plantas
industriales en todo el país, tres en el estado de México, y otras siete distribuidas en Querétaro, Jalisco,
Oaxaca, Veracruz, Tlaxcala, Michoacán y Colima. En conjunto producen anualmente un volumen
superior a los mil cien millones de litros de leche de elevada calidad. Por su parte, Liconsa Colima, es una
empresa que en promedio procesa diariamente 30,000 litros de leche (Liconsa S. A. de C. V., 2015).
La producción de leche en México al primer trimestres del 2016 fue de dos mil 704 millones 035
mil litros, esto es, 1.8% más que en el mismo periodo del 2015, lo que equivale a producir unos 30
millones de litros al día, señalan datos del Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP).
Por tal motivo, el consumo de agua también ha incrementado. Ante esta problemática, el personal de
Liconsa-Planta Colima, está en busca alternativas que permitan reducir el consumo de agua en sus
instalaciones sin que se vea afectado el proceso de producción (Botello, 2016).
El presente estudio tiene la finalidad de conocer los requerimientos de agua potable por parte de
Liconsa Colima, la forma en la que se utiliza éste recurso, y las alternativas para reducir el consumo del
mismo, lo que permitirá establecer si es posible reducir el gasto de agua en la empresa.
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JUSTIFICACIÓN
De acuerdo con los registros del año 2016, el consumo de agua en la Planta Industrial Liconsa
Colima, fue 12,206,000 litros al finalizar el año, los cuales se utilizan para los procesos de pasteurización
y rehidratado de leche; en los sistemas de calefacción de agua (que son las dos calderas con las que
cuenta la planta); para el lavado de equipos y áreas de producción, y otra parte es usada en servicios
sanitarios, jardinería, entre otras actividades.
Para el desarrollo del presente proyecto, se pretende analizar la forma en la que se utiliza el agua
durante el proceso productivo de leche de la planta industrial Liconsa Colima, así como como la
distribución del recurso en las diferentes áreas de la empresa. De ésta manera se podrá conocer si existe
un desperdicio considerable de la misma.
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OBJETIVO GENERAL
Proponer alternativas que permitan minimizar el gasto de agua potable en la planta Liconsa
Colima sin afectar el proceso productivo de la empresa.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Analizar la manera en que se utiliza el agua durante el proceso de producción de leche en la planta.
Detectar los puntos críticos de consumo y mermas de agua dentro de las instalaciones.
Determinar si el agua residual proveniente de la planta de tratamiento posee las características
para ser utilizada en algunos equipos de proceso.
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PROBLEMÁTICA DE LA EMPRESA
El personal encargado del área de producción y mantenimiento de Liconsa Colima, indica que de
las diez plantas que se encuentran distribuidas en todo el país, es ésta la que menor cantidad de litros
de leche produce diariamente, sin embargo se ha observado por parte del personal operativo de la
empresa, que hay un consumo elevado de agua durante el lavado de equipos de proceso y áreas
internas (donde se encuentran los equipos), y aunque también hay otras actividades que requieren de
éste servicio, la mayor cantidad de agua se emplea en la higienización dentro del proceso productivo,
según lo indicado por el ingeniero Carlos Arellano Alcántar.
Durante el recorrido por la planta se identificaron, dentro del área de procesos, algunas de las
condiciones que posiblemente generen un consumo innecesario de agua:
La falta de supervisión en el lavado de algunos equipos que requieren una considerable cantidad de
agua para su limpieza.
La excesiva cantidad de agua que se encuentra sobre el suelo, la cual indica posible desperdicio.
El uso no regulado de grifos instalados para el aseo y desinfección de las manos del personal
operativo y de limpieza.
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ANTECEDENTES
En 1944, el Programa de Abasto Social de Leche, inició con la inauguración de la primera lechería
de la empresa pública Nacional Distribuidora y Reguladora, S. A. de C. V. (Nadyrsa).
Un grupo de empresarios, conscientes de la necesidad de aumentar la oferta de leche en la
Ciudad de México, en 1945, constituyeron la empresa "Lechería Nacional, S. A. de C. V." Para 1950 la
Compañía Exportadora e Importadora Mexicana, S. A. (CEIMSA) asumió las funciones de elaboración,
distribución y venta de leche importada que se reconstituía en el país, asegurando que ésta fuera de
buena calidad y a precios accesibles para la población de escasos recursos.
En 1954 comenzó a operar en Tlalnepantla la que hoy es la planta de Liconsa, que produce el
mayor volumen de lácteos de todas sus unidades industriales; esta planta que inicialmente tenía
capacidad para rehidratar 30 mil litros diarios de leche, a la fecha tiene capacidad para producir un
millón 230 mil litros de leche al día.
Por disposición del Gobierno Federal, en 1961 se constituyó la Compañía Rehidratadora de Leche
CEIMSA, S. A.; en 1963, esta empresa cambió su denominación por la de Compañía Rehidratadora de
Leche Conasupo, S. A. Posteriormente, en 1972 se modificó para quedar como Leche Industrializada
Conasupo, S. A. de C. V. A partir de 1994, con su resectorización en la Secretaría de Desarrollo Social
cambió su denominación a Liconsa, S. A. de C.V.
Actualmente Liconsa está constituida como una empresa de participación estatal mayoritaria que
industrializa leche de elevada calidad y la distribuye a precio subsidiado en apoyo a la nutrición de
millones de mexicanos que se encuentran por debajo de la línea de bienestar, fundamentalmente apoya
a niños de 6 meses a 12 años de edad, así como a otros sectores vulnerables de la población: niñas
adolescentes de 13 a 15 años, mujeres en periodo de gestación o lactancia, mujeres de 45 a 59 años,
enfermos crónicos y personas con discapacidad, y adultos de 60 años en adelante (Liconsa S. A. de C. V.,
2015).
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PROCESO DE PRODUCCIÓN
DEFINICIÓN DE LECHE
La leche es el líquido secretado por las glándulas mamarias, cuyo fin es servir de alimento al
recién nacido. Es un producto integro, no alterado ni adulterado y sin calostros, del ordeño higiénico,
regular, completo e ininterrumpido de las hembras mamíferas sanas y bien alimentadas. La leche es un
alimento cuyo componente más abundante es el agua, generalmente en porcentajes superiores al 80%
(UNAM, 2015).
La composición de la leche varía según el tipo de mamífera del cual ha sido extraída, pero siempre
está conformada por agua. Este líquido también contiene: proteínas del alto valor biológico, grasa,
lactosa, y vitaminas y minerales como calcio, fósforo, yodo, zinc y cobre (UNAM, 2015).
RECEPCIÓN DE LECHE
La leche que se recibe en Liconsa Planta Colima proviene de centros de acopio situados en Los
Altos de Jalisco, pues ya que Colima no produce suficiente cantidad de leche para cubrir las necesidades
de la Planta.
Antes de aceptar la leche para dar inicio al proceso, el departamento de control de calidad toma
una muestra para realizar las correspondientes pruebas y determinar si la leche cumple con las normas
requeridas por la empresa. Las pruebas que se realizan dentro del laboratorio son:
Acidez
Grasa
Densidad
Solidos no grasos
Proteína
Cuando la leche ha sido aceptada por el departamento de control de calidad, se conecta la pipa
hacia una tina de recepción. En la figura 1 se muestra el camión de la pipa que ingresa a Liconsa Colima
todos los días para entregar la leche.
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Figura 1. Camión de la pipa en Liconsa Colima proveniente de Jalisco.
Una vez colocada la línea o manguera que succiona la leche, se activa la bomba, la cual lleva la
leche hacia el tanque receptor. Es aquí donde da inicio el proceso de pasteurización, la leche sólo pasa
momentáneamente por el tanque receptor y enseguida ingresa al equipo pasteurizador, para terminar
entonces en los silos hasta que sea requerida, ya sea para envasarse directamente o para mezclarse con
la leche rehidratada y posteriormente envasarse.
PROCESO DE PASTEURIZACIÓN
La pasteurización es el proceso térmico realizado a líquidos (generalmente alimentos), con el
objeto de reducir los agentes patógenos que pueda contener: bacterias, protozoarios, mohos, levaduras,
entre otros (Bedri, 2016).
El proceso de calentamiento recibe el nombre de su descubridor, el científico-químico francés,
Louis Pasteur (1822-1895). La primera pasteurización fue realizada el 20 de abril de 1864 por el propio
Pasteur y su colega Claude Bernard. Uno de los objetivos del tratamiento térmico es la esterilización
parcial de los alimentos, alterando lo menos posible su estructura física, sus componentes químicos y
propiedades organolépticas. Tras la operación de pasteurización, los productos tratados se enfrían y se
sellan herméticamente con fines de seguridad alimentaria (Bedri, 2016).
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El avance científico de Pasteur mejoró la calidad de vida al permitir que productos como la leche
pudieran transportarse sin descomponerse. En la pasteurización no es el objetivo primordial la
"eliminación de los elementos patógenos" sino la disminución de sus poblaciones, hasta niveles que no
causen intoxicaciones alimentarias (asumiendo que el producto pasteurizado se ha refrigerado
correctamente y que se consume antes de la fecha de caducidad) (Bedri, 2016).
PASTEURIZACIÓN TIPO VAT (TINA O LOTES)
Éste fue el primer método de pasteurización, consiste en calentar grandes volúmenes de leche en
un recipiente con camisa de doble fondo a 63° C durante 30 minutos, para luego dejar enfriar
lentamente. Debe pasar mucho tiempo para continuar con el proceso de envasado del producto, a veces
más de 24 horas (Pelayo, 2010).
A continuación se mencionan algunas de las ventajas y desventajas de éste proceso:
Ventajas:
Para efectuar el enfriamiento se puede utilizar el mismo recipiente haciendo circular agua helada
por la camisa de doble fondo, hasta alcanzar la temperatura deseada.
Es adecuada para procesar pequeñas cantidades de leche (aprox. 2000 litros).
Evita la proliferación de microorganismos.
Desventajas:
El enfriamiento de la leche es bastante lento.
Se debe esperar mucho tiempo para poder continuar con el proceso de envasado, en ocasiones
más de 24 horas, esto debido a que el enfriamiento es lento.
El proceso está limitado a una producción de 2000 litros diarios, de otra manera no se recomienda
utilizarlo.
PASTEURIZACIÓN UHT
El proceso UHT (Ultra High Temperature), es de flujo continuo. En éste método se mantiene la
leche a una temperatura superior que la empleada en el proceso HTST. Las temperaturas empleadas se
encuentran en el rango de 135-140°C y el tiempo de exposición son al menos 2 segundos. Debido a este
periodo de exposición, aunque breve, se produce, una mínima degradación del alimento. La leche
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cuando se etiqueta como “pasteurizada” generalmente se ha tratado con el proceso HTST, mientras que
para la leche etiquetada como “ultra-pasteurizada” o simplemente “UHT”, se debe entender que ha sido
tratada por el método “UHT” (Pelayo, 2010).
El tratamiento UHT es un proceso que tiene lugar en un sistema cerrado que previene que el
producto sea contaminado por microorganismos presentes en el aire. El producto pasa a través de zonas
de calentamiento y enfriamiento en rápida sucesión. Posteriormente se realiza el envasado aséptico
para evitar la reinfección del producto (Pelayo, 2010).
Ventajas:
Alta calidad
Vida de estante más larga (hasta 6 meses sin refrigeración)
Almacenamiento y transporte más barato (debido a que no requiere refrigeración).
Desventajas:
Se necesita equipo complejo y una planta para empaque aséptico.
Se requieren operarios más experimentados, debe mantenerse esterilidad en el empaque.
PASTEURIZACIÓN HTST
Por sus siglas en inglés (High Temperature for Short Time), es un método empleado en los líquidos
a granel como la leche, los zumos de fruta, la cerveza, etc. Consiste en exponer al alimento a altas
temperaturas durante un breve periodo de tiempo. Se necesita poco equipamiento industrial para
poder realizarlo, reduciendo de esta manera los costes de mantenimiento de equipos.
Existen dos métodos distintos bajo la categoría de pasteurización HTST: en batch (o lotes) y en
flujo continuo. Para ambos métodos la temperatura es 72 °C durante un tiempo 15 segundos. En el
proceso batch una gran cantidad de leche se calienta en un recipiente estanco (autoclave industrial),
mientras que en el proceso de flujo continuo, el alimento se hace circular a través de un intercambiador
de calor de placas o de forma tubular. Es el método más aplicado por la industria alimentaria, pues
permite realizar la pasteurización de grandes cantidades de alimento en poco tiempo (Pelayo, 2010).
Ventajas:
Pueden procesarse en forma continua grandes volúmenes de leche.
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La automatización del proceso asegura una mejor pasteurización.
Es de fácil limpieza y requiere poco espacio.
Por ser de sistema cerrado se evitan contaminaciones.
Rapidez del proceso.
Desventajas:
No se adapta al procesamiento de pequeñas cantidades de leche.
Necesita controles estrictos durante todo el proceso de producción.
Las gomas que acoplan las placas son demasiado frágiles.
Es difícil un drenaje o desagote completo.
La planta industrial Liconsa Colima, emplea la pasteurización HTST en su proceso de elaboración
de leche. A continuación mencionan las etapas del proceso:
1. La leche, proveniente de la pipa, llega al pasteurizador a 4°C aproximadamente. Una vez que ingresa
al equipo, se continúa con el precalentamiento en la sección de regeneración.
2. Para precalentar la leche cruda, se eleva su temperatura a 58°C aprox. El precalentado de la
alimentación se lleva a cabo aprovechando la temperatura de la leche ya pasteurizada.
3. Al salir de la sección de regeneración, la leche se calienta a 72°C, que es la temperatura de
pasteurización. Esto se hace utilizando agua calentada con el vapor de la caldera.
4. Una vez que ha alcanzado la temperatura de 72°C, la leche pasa al tubo de retención para
mantenerse a esa temperatura durante 15 segundos.
5. Ya que la leche abandona la zona de retención, pasa por una válvula de desviación; en esta válvula,
si la leche no tiene la temperatura de 72°C, automáticamente vuelve al tanque de alimentación para
ser procesada nuevamente; si por el contrario la leche alcanza la temperatura de 72°C, entonces es
dirigida a la zona de enfriamiento, donde se baja su temperatura hasta los 18°C aprovechando la
temperatura de la leche cruda que está ingresando 4°C.
6. La leche a 18°C pasa entonces a la sección de enfriamiento para concluir el proceso de pasteurizado,
saliendo del intercambiador a temperatura de 4°C con dirección al silo indicado.
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La figura 2 muestra la estructura de un equipo pasteurizador por placas convencional, en el cual
se puede apreciar cómo se da el intercambio de calor entre los fluidos frío y caliente a través de las
placas.
En la imagen 3 se ilustran los intercambios de calor o etapas que se llevan a cabo dentro del
pasteurizador.
El equipo de pasteurización está divido por etapas en las cuales la temperatura de la leche va
cambiando a lo largo de todo el ciclo, y son estas temperaturas las cuales se aprovechan para calentar o
enfriar la leche, de esta manera se puede ahorrar bastante energía, ya sea en aumentar o disminuir la
temperatura de los fluidos.
Figura 2. Intercambiador de calor por placas convencional.
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Figura 3. Etapas dentro del equipo de pasteurización.
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO
Los productos resultantes del proceso de pasteurización en Liconsa Planta Colima son: la leche
Fortificada y la leche envasada como Frisia.
La leche Frisia y Fortificada son obtenidas al pasteurizar la leche fresca, y fresca y rehidratada
respectivamente. La leche fortificada va dirigida especialmente a niños y adolescentes, pues contiene un
enriquecimiento especial de vitaminas y calcio, ésta leche se envasa en presentaciones de 2 litros. La
leche Frisia está dirigida al público en general, se envasa en presentaciones de 1 litro y tiene más grasa y
una concentración un poco menor de micronutrientes que la leche Fortificada.
La leche Fortificada, a diferencia de la Frisia, ha sido reconstituida mediante la adición de leche en
polvo y agua. La leche en polvo que utiliza Liconsa Planta Colima, esta enriquecida con vitaminas y
minerales, y tiene una contenido muy baja de grasa.
La leche Frisia no contiene leche en polvo, ésta únicamente se pasteuriza y se envasa
directamente.
A continuación se presenta en la tabla 1 la composición general de la leche y su contenido en
gr/lt.
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Tabla 1. Componentes principales de la leche, (NOM-155-2012).
COMPONENTE CONTENIDO (g/L)
Agua 873
Grasa Min. 30
Lactosa Min. 43
Max. 60
Proteínas Min. 30
En la tabla 2 se muestran los valores de agua, grasa, carbohidratos y proteínas de la leche
fortificada y Frisia una vez envasado el producto en Liconsa Planta Colima, esto con el objetivo de
comparar dichos valores con los establecidos por la Norma.
Tabla 2. Composición nutricional de la leche fortificada y Frisia procesada en Liconsa Colima.
COMPONENTE CONTENIDO (g/L)
Fortificada
CONTENIDO (g/L)
Frisia
Agua 900 890
Grasa 14,2 30
Lactosa 48 48
Proteínas 30 30
REHIDRATADO DE LECHE
Una vez que el laboratorio de control de calidad ha dado los resultados de los análisis
fisicoquímicos de la leche, se calcula la cantidad de leche en polvo y agua que se debe adicionar a la
leche fresca para completar la cantidad requerida a envasar en ese día. Esto se hace tomando en cuenta
como salió la leche de los análisis fisicoquímicos, pues dependiendo de la cantidad de grasa y proteína,
es que hace la adición de leche en polvo y agua, y de ésta manera completar el volumen de leche
fortificada que debe producir la planta.
Una vez que la leche en polvo y el agua han sido adicionados a la leche fresca, la leche fortificada
se mantiene en el silo asignado a 4 °C antes de ser envasada.
Generalmente la pipa descarga una cantidad diaria de leche ya establecida, pero en ocasiones esa
cantidad varía alrededor de 1000-2000 litros. La cantidad de leche en polvo y agua a utilizar, se calcula
mediante un software diseñado en Excel.
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CAPACIDAD DE LA PLANTA
La Planta industrial Liconsa Colima tiene capacidad para procesar alrededor de 7000 L/hr de leche,
y teniendo en cuenta que existen plantas que procesan hasta 50000 L/h de leche, se puede considerar
que Licosa Colima es una Planta pequeña.
A continuación se puntualizan los principales equipos industriales con los que cuenta Liconsa
Colima para el procesamiento de leche:
Silos: Estos equipos permiten almacenar materia prima antes durante o después de su
procesamiento. En este caso, guardan el producto semi-terminado, que es la leche ya pasteurizada
y lista para envasarse.
Los silos con los que cuenta la planta tienen diferente capacidad:
- Silo 1: 15000
- Silo 2: 30000
- Silo 3: 23000
- Silo 4: 15000
Sistemas de bombeo: Permiten llevar a cabo el trasporte de la leche a trasvés de tuberías que se
encuentran conectadas y van dirigidas hacia las etapas del proceso.
Tina de recepción: Almacena momentáneamente la leche mientras se descarga de la pipa. No
guarda la leche, pues ya que su capacidad es limitada, por lo que cumple la función de recibir la
leche mientras la descargan de la pipa, pero también la descarga hacia el pasteurizador, es decir,
existe un flujo constante de leche por el equipo.
Pasteurizador: En éste equipo se da el intercambio de calor mediante placas, está elaborado a base
de acero inoxidable y el sistema se divide por secciones: precalentamiento, calentamiento y
enfriamiento.
Deodorizador: Cumple la función de retirar todos los olores que puedan estar contenidos en la
leche una vez que ha salido de la sección de precalentamiento. Trabaja mediante un sistema de
vacío.
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Tina de balance: Es donde se lleva a cabo el rehidratado de la leche. Esta tina permite pasar 114
litros de agua por minuto.
Homogeneizador: En éste equipo se lleva cabo un mezclado perfecto de la leche a partir de un
sistema de presión con pistones. El tamaño de los glóbulos de grasa se reduce hasta un tamaño en
el que la crema ya no se separa.
Máquina de envasado: Recibe la leche y la coloca en bolsas de 1 o 2 litros dependiendo del tipo; 1
litro leche Frisa, 2 litros leche Fortificada.
Bandas transportadoras: En éstas unidades se recibe la leche proveniente de la máquina de
envasado. También trasladan las canastillas o rejas hacia el almacén de producto terminado.
Camiones: Son unidades propias de la empresa. En estos camiones se transporta le leche hacia las
diferentes localidades de Colima y tiendas donde sólo ciertas personas (de bajos recursos) pueden
tener acceso a ella.
Los equipos mencionados con los que cuenta Liconsa Colima están hechos de acero inoxidable y
con las especificaciones requeridas por la planta.
UTILIZACIÓN DEL AGUA EN LICONSA COLIMA
Los principales usos que tiene el agua en Liconsa Planta Colima son: en los procesos de
pasteurización y rehidratado de leche; en los sistemas de calefacción de agua, que son las calderas con
las que cuenta la planta; en el lavado de equipos y áreas de proceso; y en servicios sanitarios, jardinería
y lavado de áreas externas.
Como ya se mencionó anteriormente, la mayor cantidad de agua que se utiliza en la Planta, se
piensa que se destina para el lavado equipos y áreas de producción, lo cual no resulta un problema en
caso de no haber un desperdicio de agua, de lo contrario es necesario analizar qué tan significativo es
dicho desperdicio, más adelante se hablará sobre eso.
Para el lavado de equipos y tuberías de conexión, los operarios de Liconsa Colima llevan a cabo
diariamente el lavado tipo CIP:
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Por sus siglas en inglés, Cleaning in Place, el sistema de limpieza CIP es utilizado por la gran
mayoría de las industrias alimenticias, pues ya que permite la limpieza, desinfección y esterilización de
equipos y tuberías que entran en contacto con los alimentos (Domínguez, 2013).
La tarea de desmontar secciones dentro de la planta para su limpieza conlleva mucho tiempo, y
por ende también un costo. El sistema CIP permite que el equipo de producción y las tuberías se
limpien, sin la necesidad de desmontar el ningún sistema. La limpieza puede ser efectuada con sistemas
manuales o automáticos y es un proceso confiable, seguro y repetible, que cumple con las estrictas
normas de higiene de la industria de alimenticia (Domínguez, 2013).
Este sistema consiste en hacer recircular una serie de soluciones de limpieza a través de los
componentes de las líneas de proceso como tuberías, intercambiadores de calor, bombas, válvulas, etc.
Las soluciones de limpieza pasan a gran velocidad por las líneas, generando la fricción requerida para
eliminar la suciedad. Estas soluciones se preparan y mantiene listas para su uso (Aurum, 2010).
Los parámetros a controlar y que determinan la eficiencia de limpieza del sistema CIP son: el
tiempo de duración del ciclo de limpieza; el agente de limpieza, productos químicos o combinación de
ellos y la concentración de las disoluciones; la temperatura, que va de acuerdo a la posibilidad de
calefacción de las disoluciones; y la velocidad/caudal de paso de la disolución de limpieza a través de la
tubería o equipo a limpiar (Pozuelo, 2015).
Los beneficios que representa llevar a cabo el sistema de Limpieza CIP son:
La recuperación de las soluciones y el control sobre los parámetros CIP, de ésta manera se
conseguirá minimizar la cantidad de detergente a utilizar y el consumo energético, reduciendo así
los tiempos en los que la producción permanece detenida y por ende, generando un beneficio
económico y al medio ambiente.
La disminución del tiempo de espera entre los periodos de fabricación.
Aumento en la fluidez y el tiempo de producción.
Para el traslado de los fluidos de limpieza a través de las tuberías y equipos, Liconsa utiliza un
tanque CIP y una comba centrífuga. El tanque cuenta con líneas que ayudan a transportar la solución de
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limpieza hasta las tuberías de proceso. Ésta solución está compuesta principalmente por agua, sosa y
una solución alcalina y ácida.
Además del lavado de equipos también se requiere el consumo de agua para el lavado de áreas
tanto internas como externas, pasteurización y estandarización de la leche, en los sistemas de
generación de vapor, y en otras tareas como jardinería y servicios sanitarios.
Liconsa Planta Colima cuenta actualmente con un sistema contra incendios, pero este servicio no
se tomará a consideración para el consumo de agua, porque aunque las líneas permanecen cargadas, el
agua no se renueva constantemente, por lo que no representa un gasto significativo.
PARÁMETROS DE CALIDAD DEL AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO
Existen diferentes parámetros que se deben considerar para determinar la calidad del agua: los
bacteriológicos, los físicos y los químicos. Los parámetros bacteriológicos determinan la presencia de
microorganismos patógenos que podrían causar enfermedades a la población, mientras que los físicos y
químicos establecen si existen sustancias que podrían ser nocivas para quienes consumen esa agua.
La evaluación de la calidad del agua es, por tal motivo, indispensable para determinar el uso que
se le dará a la misma.
Las características tanto físicas, químicas como bacteriológicas varían en gran medida
dependiendo del lugar de donde provenga el agua, por lo que para evaluar su calidad se deben
considerar las condiciones del medio ambiente en las cuales estuvo el agua en cuestión, y de esa
manera, poder mejorar dichas características (Domínguez, 2013).
En la tabla 3, de acuerdo a lo establecido por la Norma Oficial Mexicana-003-1997, se muestran
los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en
servicios al público:
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Tabla 3. Límites máximos permisibles de contaminantes, (NOM-003-1997).
TIPO DE REUSO PROMEDIO MENSUAL
Coliformes fecales NMP/100 ml
Huevos de Helminto h/l
Grasas y aceites mg/l
DBOs mg/l
SST mg/l
Servicios al público con contacto directo
240 ≤ 1 15 20 20
Servicios al público con contacto indirecto u
ocasional
1000 ≤ 5 15 30 30
AGUAS RESIDUALES
Se consideran aguas residuales a los líquidos que han sido utilizados en actividades domésticas,
comerciales, industriales, agrícolas, pecuarias, mineras o de otra índole. Estas aguas se pueden clasificar
en aguas residuales crudas, que son aquellas que no han recibido ningún tipo de tratamiento, y aguas
residuales tratadas, las cuales provienen de una planta de tratamiento de aguas residuales (Cuido el
agua, 2009).
Antes de que las aguas residuales sean depositadas en algún cuerpo receptor, es necesario que
los parámetros indicados en la tabla 3 estén dentro de lo que establece la norma. Dentro de los
aspectos más importantes a tomar en cuenta al evaluar la calidad de las aguas residuales, están la
Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) y la Demanda Química de Oxígeno (DQO).
La Demanda Bioquímica de Oxígeno, es una medida de la cantidad de oxígeno que requieren los
microorganismos para degradar la materia orgánica susceptible a descomposición en condiciones
aerobias, en un periodo de 5 días a 20°C. Ésta medida determina la concentración de materia orgánica
de las aguas residuales y se expresa en mg de oxígeno diatómico por litro (mgO2/Lt) (Navarro, 2007).
La Demanda Química de Oxígeno, determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la
materia orgánica en una muestra de agua residual bajo condiciones específicas de agente oxidante,
tiempo y temperatura. Éste ensayo se emplea para medir el grado de contaminación de las aguas
residuales, y al igual que la Demanda Bioquímica de Oxigeno, se expresa en mg de oxígeno diatómico
por litro (mgO2/Lt). La Demanda Química de Oxígeno requiere menos tiempo que el ensayo anterior
(Rodríguez, 2017).
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Liconsa Colima cuenta con una planta de tratamiento de aguas residuales a partir de lodos
activados, la cual tiene una capacidad para tratar 30 m3diarios de agua residual, figura 4. El agua
resultante de las diferentes áreas de la Planta es descargada hacia una zanja para sedimentar los sólidos
del efluente y posteriormente mandar dicho efluente hacia los estanques de proceso mediante el uso de
una bomba.
Figura 4. Planta de tratamiento de aguas residuales de Liconsa Planta Colima.
De la cantidad total de agua que utiliza Liconsa Colima por día, se descargan al cárcamo o zanja
aproximadamente 30 m3 de agua residual diariamente. Estos 30 m3 de agua provienen de los diferentes
servicios y actividades de la Planta. El agua residual recibe el tratamiento con lodos activados sólo
después de que ha ocurrido la sedimentación dentro de la zanja, que es en donde se lleva a cabo el
tratamiento primario del agua residual.
El tratamiento con lodos activados es un proceso biológico ampliamente utilizado para el
tratamiento secundario de aguas residuales domésticas e industriales, particularmente en corrientes de
desechos con alto contenido de materia orgánica o biodegradable (Water News Team, 2017).
El proceso mediante lodos activados, es un proceso completamente documentado que utiliza
microorganismos para tratar las aguas residuales. Los lodos activados son depósitos ricos en microbios
que se establecen en los tanques y en las cuencas, y que gradualmente se agregan a las aguas residuales
que ingresan a una planta de tratamiento (Water News Team, 2017).
23
La mezcla resultante es aireada de forma tal que los microorganismos puedan descomponer los
materiales orgánicos presentes en el agua. Luego de la descomposición, los residuos remanentes
pueden ser fácilmente sedimentados (Water News Team, 2017).
El proceso con lodos activados tiene 3 componentes básicos:
Tanque de aireación: los microorganismos se mantienen en suspensión, aireados y en contacto con
los residuos que se están tratando.
Tanque de sedimentación: aquí es donde ocurre la separación sólido-líquido, obteniéndose un
tratado clarificado.
Sistema de retorno de lodos: una porción de los lodos es reutilizada y retornada al tanque de
aireación, mientras que los excesos son desechados y dispuestos.
La aireación es una de las primeras etapas en el proceso actual. Los aireadores no sólo mezclan
los lodos y el efluente en forma conjunta, permitiendo a los microorganismos que entren en contacto
con el agua a ser tratada, sino que además proporcionan el oxígeno necesario que es un elemento
crítico para el éxito del tratamiento. Las bacterias utilizan el oxígeno para descomponer los materiales
orgánicos (Water News Team, 2017).
En la tabla 4 se muestran los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de
aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal.
Tabla 4. Límites máximos permisibles de contaminantes (NOM-002-1996).
LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES
Parámetros (mg/L) Promedio Mensual Promedio Diario Instantáneo
Grasas y Aceites 50 75 100
Sólidos Sedimentables (ml/L) 5 7.5 10
Arsénico Total 0.5 0.75 1
Cadmio Total 0.5 0.75 1
Cianuro Total 1 1.5 2
Cobre Total 10 15 20
Cromo Hexavalente 0.5 0.75 1
Mercurio Total 0.01 0.015 0.02
Níquel Total 4 6 8
Plomo Total 1 1.5 2
Zinc Total 6 9 12
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METODOLOGÍA
Para el desarrollo del presente estudio, las actividades se realizaron exclusivamente dentro de las
instalaciones de la planta Liconsa Colima. Todas las tareas llevadas a cabo durante el perdido de 16
semanas fueron bajo la supervisión del Lic. José Isaías Arellano, supervisor del área de producción, quien
me fue asignado como asesor para el desarrollo del presente proyecto.
Durante la estadía dentro de la planta, se visitaron las diferentes áreas para la toma de datos
respecto al consumo de agua, haciendo especial énfasis en sitios ubicados en el área de producción.
INSTALACIONES DE LA PLANTA
Para el reconocimiento de las instalaciones de Liconsa Colima, se llevó a cabo como primera
actividad, una visita guiada por el jefe de producción, con el fin de identificar las principales áreas que
intervienen en el proceso productivo y las operaciones unitarias que se llevan a cabo. Otro de los
objetivos de ésta visita, fue también conocer al personal que labora en la planta, esto con el fin de saber
que actividades desarrolla cada trabajador.
Durante el recorrido llevado a cabo dentro del área de producción, el jefe de dicha área
proporcionó los detalles de cada una de las etapas del proceso y el funcionamiento de los equipos de
producción. En ésta visita se explicó claramente la forma en la que se recibe la leche en la planta, los
análisis que se le hacen antes de ingresar a pasteurización, las técnicas de limpieza y de mantenimiento
de todos los equipos, y la forma de distribución de la leche una vez que ha sido envasada y está lista
para ser repartida en las diferentes comunidades del estado de Colima.
CONSUMO ANUAL DE AGUA
El consumo de agua en la planta, de acuerdo a los registros que se tienen de la fecha más actual,
es de 12,206,000 litros anualmente. Éste volumen de agua, es la cantidad que se utiliza para llevar a
cabo todas y cada una de las actividades dentro de la planta.
Para poder llevar a cabo el estudio sobre la utilización del agua en Liconsa Colima, se consideró
necesario hacer una lista para registrar los siguientes datos:
25
o Número de personal
o Instrumentos que se utilizan para el lavado de áreas y riego de jardinería.
o Equipos e instrumentos con fugas de agua.
o Número de veces que se realizan las actividades de limpieza en los equipos y áreas de proceso.
RECOLECCIÓN DE DATOS
A fin conocer la manera en la que se distribuye el agua para las diferentes actividades que se
llevan a cabo dentro de la planta, se hizo la recolección de datos e información necesaria para poder
estimar ésta distribución y conocer la cantidad de agua que se utiliza en cada actividad. Las actividades y
servicios para los cuales se hizo el estudio fueron los siguientes:
Pasteurización y rehidratado de leche
Generación de vapor
Servicios sanitarios, jardinería y lavado de áreas externas
Lavado de equipos y áreas de proceso
Pasteurización y rehidratado
Para el equipo pasteurizador, no se realizaron mediciones de caudal directamente, pues ya que es
un sistema que se encuentran completamente cerrado y por ende, la medición directa de caudal no fue
posible. Para este caso en particular, más adelante se explica que datos se tomaron en cuenta para
calcular el gasto de agua.
En la figura 5a se muestra el equipo de pasteurización con el que cuenta la planta, y en la figura
5b se observa el tubo de retención de dicho equipo, que es donde ocurre el calentamiento de la leche a
72°C manteniéndose así durante un periodo de 15 segundos.
26
Figura 5a. Equipo pasteurizador de Liconsa Colima.
Figura 5b. Tubo de sostenimiento de la leche a caliente.
En lo que respecta al rehidratado de leche, la cantidad de agua que se utiliza para este fin, no se
puede calcular con precisión, pues ya que el número de sacos de leche en polvo requeridos en un día,
depende del volumen de leche que se va a producir ese día, y de los valores de grasa, proteína y sólidos
no grasos que presente la leche fresca, sin embargo es posible promediar cuánta agua se utiliza en
rehidratado semanalmente, más adelante se exponen los cálculos realizados.
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A continuación se muestra en la figura 6, ambas caras de los sacos que se utilizan para producir la
leche fortificada. Como se puede observar, el saco especifica que rinde 250 litros de leche desnatada,
por consiguiente, se le deben adicionar 250 litros de agua a los 25 kg que pesa el saco para disolver, sin
embargo, se tiene que la cantidad de agua a utilizar para reconstituir la leche, no depende de lo que
rinda el saco, sino de lo que se requiera para estandarizar la leche, es decir, se trabaja con los valores de
de grasa y proteína de la misma, (especialmente con la grasa) y con el volumen a producir ese día.
El motivo por el cual se lleva a cabo la adición de sacos en función de la grasa, se debe a que la
leche fortificada debe tener una bajo contenido de la misma, y esto se consigue adicionando leche en
polvo a la leche fresca. La leche en polvo tiene un bajo contenido de grasa, lo cual hace que la grasa
propia de la leche fresca disminuya, pero manteniendo en lo mayor posible su contenido de proteínas,
pues ya que la leche en polvo tiene también un importante contenido de éste macronutriente.
Figura 6. Sacos de leche en polvo utilizados para fortificar la leche fresca. Peso neto=25 kg.
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Los sacos necesarios para la fortificación de la leche, se vierten en un embudo industrial, el cual
cuenta con un tubo Venturi para impulsar la leche en polvo hacia el tanque de rehidratado. En la figura
7, al lado izquierdo, se muestra el sistema de vaciado de sacos llevado a cabo por los ayudantes
generales.
Los sacos se colocan en una mesa, se rompen rápidamente con navaja y se agregan uno tras otro
al embudo, el cual manda el polvo hacia el tanque de rehidratado mediante bombeo. La adición de
sacos no es continua, puesto que el tanque de rehidratado, mostrado al lado derecho de la figura 7, sólo
tiene capacidad para 1000 litros, y cuando este llega a su límite, la persona a cargo del vaciado de sacos
debe esperar a que el tanque baje de nivel con el fin de evitar un derrame, esto se consigue cerrando la
válvula que permite el ingreso de agua al tanque.
Figura 7. Sistema Venturi utilizado en rehidratado de leche (izquierda). Tanque con capacidad para
almacenar 1000 litros de leche rehidratada (derecha).
Generación de vapor (calderas)
La cantidad de agua que se utiliza en la caldera, se determinó de acuerdo a la potencia,
temperatura, presión, caudal y tiempo de operación del equipo.
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Cabe mencionar que Liconsa Colima cuenta con dos calderas, pero únicamente se utiliza una
durante el proceso de pasteurización, la otra caldera se usa únicamente cuando la principal está en
mantenimiento. La caldera principal trabaja con una potencia de 80 HP (caldera 2), mientras que la
caldera secundaria con 100 HP (caldera 1).
En la figura 8 se muestran las dos calderas con las que cuenta la planta, en ésta imagen se puede
apreciar la caldera número 2 (izquierda) que es la que se preferentemente se utiliza, pero ambas
calderas funcionan y se encuentran en buen estado.
Figura 8. Calderas de Liconsa Planta Colima, caldera # 2 (caldera principal, izquierda), caldera # 1
(caldera secundaria, derecha).
En las dos actividades antes mencionadas, únicamente se registró para los equipos: la cantidad de
agua requerida, el caudal, sistemas de bombeo, tiempos de operación, y el objetivo que tiene el agua de
suministro. Los datos mencionados se registraron en los siguientes equipos:
o Pasteurizador
o Caldera #2
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Servicios sanitarios y jardinería
En lo que respecta a servicios sanitarios, lavamanos, riego de jardinería y lavado de áreas
externas, el porcentaje de agua requerido se determinó de una manera para las dos primeras
actividades, mientras que para las dos últimas se realizó un cálculo diferente.
Para poder conocer la cantidad de agua que utiliza la planta en servicios sanitarios y lavamanos,
se hizo una determinación aproximada basándose en el uso de agua doméstico, el cual considera
número de inodoros, grifos lavamanos, y número de personas que utilizan éstos servicios. La bibliografía
establece así, que una persona consume en promedio 60 litros de agua diariamente sólo en servicios
sanitarios y lavamanos (Noticia al día 2014).
El valor indicado de 60 litros por persona, que es un valor promedio del gasto de agua y no exacto,
debido a que entre una persona y otra puede existir una notable diferencia del consumo de agua en
inodoros y lavamanos, se multiplica por el número de personas que laboran en la planta, para así
obtener el volumen que se requiere en éstos servicios.
En la figura 9 se pueden apreciar las unidades de servicios sanitarios con las que cuenta la planta.
Los inodoros y lavamanos son regulares y muy similares a los que se utilizan en una casa convencional.
El inodoro gasta 9 litros de agua en cada descarga, mientras que la cantidad de agua que se gasta en el
lavamanos varía para cada persona, por lo que en estos servicios, como ya mencionó, se hizo un cálculo
aproximado, pues resulta bastante impreciso conocer cuántas veces asiste una persona al W.C. o cuánto
tarda en lavarse las manos.
Figura 9. Inodoros y lavamanos de Liconsa Colima.
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En lo que concierne al riego de jardinería y lavado de áreas externas, se consideraron el número
de llaves de paso y aspersores de riego con los que cuenta la Planta, así como el tiempo de uso y caudal
en las llaves. Las mediciones se hicieron con ayuda de los siguientes instrumentos:
o Botes de plástico
o Cronómetro
o Probeta de 1 litro
Para la determinación de caudal, se usaron los botes de plástico para recolectar el agua, la toma
se hizo hasta que cada bote de plástico se llenó completamente mientras se tomaba el tiempo con
ayuda del cronómetro, esto en cada una de las llaves de paso y aspersores de riego de la planta.
En estas actividades, a diferencia de los servicios sanitarios y lavamanos, (los cuales se
consideraron de uso doméstico), sí se utilizó el caudal obtenido para conocer la cantidad de agua que se
consume, pues ya que no resulta factible considerar a éstas actividades como domésticas, porque
aunque sí se suelen llevar a cabo en un hogar convencional, el tamaño de dichas áreas es muy grande en
comparación con las de una vivienda promedio.
La figura 10, a la izquierda, ilustra una de las llaves de paso con las que cuenta la empresa, en
total son varias unidades ubicadas dentro de la planta y algunas fuera de la misma. En la misma figura
pero al lado derecho, se observa uno de los aspersores de riego. Estos aspersores se encuentran fuera
de la empresa y están adaptados con una botella de plástico invertida, a la cual se le han hecho agujeros
con el fin de regar la mayor área posible.
Figura 10. Llaves de paso (izquierda) y aspersores de riego de la planta (derecha).
32
Lavado de equipos y áreas de proceso
Para conocer la cantidad de agua que se utiliza en éstas actividades, de acuerdo a lo que la misma
empresa establece que es donde se utiliza la mayor cantidad de agua, únicamente se consideró el
restante de lo que se requiere para los puntos anteriores. Esto debido a que medir el volumen de agua
que se utiliza para lavar los pisos, silos, equipos y tuberías de proceso, es un tanto más complejo porque
no siempre realizan el lavado los mismos trabajadores, existe cierta variación en los tiempos de aseo, los
instrumentos de limpieza que utilizan son mangueras de alta presión y cubetas, y no se tiene un control
acerca de la cantidad de agua a utilizar. Además, en repetidas ocasiones se vierte agua directamente
sobre el piso con una cubeta y se comienza a realizar el lavado del mismo, y la cantidad de cubetas
llenas de agua que se usan al día no está limitada.
En seguida se ilustran algunas imágenes donde se puede apreciar el momento en el cual se lavan
las áreas correspondientes al proceso. La figura 11 muestra el lavado de las canastillas y los exteriores
del área, y en la misma imagen pero en la parte inferior, se aprecia a uno de los trabajadores lavando el
interior del silo.
Figura 11. Lavado de canastillas y exteriores del proceso (imagen superior). Lavado de los silos (imagen
inferior).
33
En la figura 12, en donde se puede ver el lavado de pisos e instrumentos de proceso, se observa
que además de cubetas también utilizan mangueras a presión.
Se puede notar que en ambas fotografías el lavado de las áreas de proceso se lleva a cabo
utilizando básicamente mangueras, cepillos y cubetas. Las imágenes mencionadas sólo muestran
algunas de las áreas del proceso en el momento de su limpieza, pero en total son varios puntos los que
se tienen que lavar diariamente.
Figura 12. Lavado de pisos e instrumentos de proceso utilizando mangueras a presión.
CÁLCULOS DE CONSUMO DE AGUA
A continuación se muestra el registro de los datos recolectados para llevar a cabo el análisis sobre
la utilización del agua y los cálculos realizados para conocer el volumen requerido en cada una de las
diferentes actividades.
Número de personas que laboran en la planta: 80 trabajadores
Número de llaves de paso: 12 unidades
Instrumentos que se utilizan para el lavado de áreas y riego de jardinería: 7 aspersores totales
(4 en funcionamiento) y 3 mangueras en uso.
Equipos e instrumentos con fugas de agua: No se encontraron instrumentos con fugas de
agua. (Las fugas de agua que pudieran llegar a presentarse, se reportan y reparan
inmediatamente).
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Número de veces que se realizan las actividades de limpieza en los equipos y áreas de proceso:
Todos los días de la semana.
Pasteurización y rehidratado
- Pasteurización:
El equipo intercambiador de la planta tiene capacidad de pasteurizar 6,840 lt/hr de leche. Para
llevar a cabo el cálculo del consumo del agua en el equipo pasteurizador, se tomaron en cuenta los
parámetros que a continuación se enlistan. Los datos de caudal para el agua fría y el agua caliente,
fueron proporcionados amablemente por el ingeniero Carlos Alberto Alcántar Aguilar, jefe del
departamento de mantenimiento.
Potencia de la bomba para agua fría: 7.5 hp
Potencia de la bomba para agua caliente: 3.5 hp
Caudal del agua fría: 20,000 lt/hr
Caudal del agua caliente: 36,000 lt/hr
Tempo de operación: El equipo opera 5 horas por día aproximadamente, con una variación de
± 15 minutos.
Especificaciones del agua: El agua utilizada en pasteurización tiene como fin enfriar la leche
que ha sido pasteurizada y calentar la leche que ha de iniciar el proceso térmico.
Conociendo los datos anteriores se tiene:
(36,000 lt/hr) del agua fría + (20,000 lt/hr) del agua caliente = 56,000 lt de agua/hr
El valor calculado de 56,000 litros es la cantidad de agua que utiliza el pasteurizador por hora, esto
se multiplica por 5, que son las horas de operación del equipo, y el valor obtenido es la cantidad de
agua que en total que se requiere en pasteurización. Esto es así porque se trata de un sistema
cíclico compuesto por una serie de intercambiadores de calor en donde el agua se está
recirculando, por lo tanto se puede expresar de la siguiente manera.
Agua requerida en pasteurización: 56,000*5 = 280,000 lt/año
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- Rehidratado de leche:
Como ya se mencionó con anterioridad, el rehidratado de leche depende principalmente de la
cantidad de litros que se han de producir cada día únicamente de leche Liconsa “Fortificada”
(puesto que la leche “Frisia” no contiene leche en polvo), y de la grasa y proteína que contenga la
leche fresca. Esto con el fin de estandarizar la leche y que cumpla con los parámetros establecidos
por norma.
Según lo indicado por cada saco de LDP (leche descremada en polvo), este rinde 250 litros de leche
desnatada, por lo que para llevar a cabo la estandarización de la leche, se debe adicionar 1 litro de
agua por cada 100 gramos de leche en polvo, o el equivalente de 250 litros de agua por cada 25 kg
de polvo (peso neto del saco de LDP).
Se tiene entonces que el flujo de la tina de balance es de 114 litros de agua/min o 6,840 lt de
agua/hr, y teniendo en cuenta que cada saco de LDP rinde 250 litros de leche, se puede conocer la
cantidad de agua requerida cada día para rehidratar la leche en función de los minutos del flujo de
agua.
Para llevar a cabo éste cálculo, se consideró el promedio semanal de los minutos de agua y sacos de
leche que Liconsa utiliza:
Lunes: 56 minutos de agua; 22 sacos de LDP
Martes: 72 minutos de agua; 28 sacos de LDP
Miércoles: 63 minutos de agua; 26 sacos de LDP
Jueves: 70 minutos de agua; 28 sacos de LDP
Viernes: 90 minutos de agua; 36 sacos de LDP
Sábado: 63 minutos de agua; 29 sacos de LDP
Domingo: 66 minutos de agua; 31 sacos de LDP
Para obtener la cantidad de agua a utilizar ese día en rehidratado de leche, se multiplicaron 250 por
el número de sacos de LDP requeridos para ese lote, esto con el fin de conocer el volumen de agua
que necesitan los sacos. El valor obtenido es la cantidad de agua que se tendría que agregar a ese
número de sacos, pero como bien se indicó, esto resulta muy general debido a las fluctuaciones en
los valores de grasa y proteínas propios de la leche fresca, es por eso que cada cantidad de sacos
(aunque sea la misma que otro día) requiere un volumen diferente de agua.
36
Cabe mencionar que para llevar a cabo este promedio, se escogió la última semana de producción,
y en base a eso, se hizo el cálculo para la determinación del consumo de agua en rehidratado.
Se tiene entonces para el lunes:
22 ∗ 250 = 5,500 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑟𝑒ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑡𝑎𝑟 𝑙𝑎 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒
Pero como se trabaja en función del flujo de la tina de balance que es de 6840 lt de agua/ hr, y ese
día el flujo fue de 56 minutos, entonces la cantidad se puede calcular de la siguiente manera:
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
60 𝑚𝑖𝑛=
𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
56 𝑚𝑖𝑛
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 56 𝑚𝑖𝑛
60 𝑚𝑖𝑛= 𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑥1 = 6,384 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑟𝑒ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑡𝑎𝑟
La cantidad de 5,500 litros se calculó únicamente como ejemplo para indicar que éste valor
representa el volumen teórico de agua requerido por los 22 sacos, pero la cantidad real de agua
necesaria ese día fue de 6,384 litros. Para los cálculos de los siguientes días no fue necesario hacer
la multiplicación del número de sacos por 250, calculándose únicamente los valores de x:
Martes:
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
60 𝑚𝑖𝑛=
𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
72 𝑚𝑖𝑛
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 72 𝑚𝑖𝑛
60 𝑚𝑖𝑛= 𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑥2 = 8,208 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑟𝑒ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑡𝑎𝑟
Miércoles:
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
60 𝑚𝑖𝑛=
𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
63 𝑚𝑖𝑛
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 63 𝑚𝑖𝑛
60 𝑚𝑖𝑛= 𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
37
𝑥3 = 7,182 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
Jueves:
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
60 𝑚𝑖𝑛=
𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
70 𝑚𝑖𝑛
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 70 𝑚𝑖𝑛
60 𝑚𝑖𝑛= 𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑥4 = 7,980 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
Viernes:
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
60 𝑚𝑖𝑛=
𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
90 𝑚𝑖𝑛
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 90 𝑚𝑖𝑛
60 𝑚𝑖𝑛= 𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑥5 = 10,260 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
Sábado:
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
60 𝑚𝑖𝑛=
𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
63 𝑚𝑖𝑛
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 63 𝑚𝑖𝑛
60 𝑚𝑖𝑛= 𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑥6 = 7,182 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
Domingo:
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
60 𝑚𝑖𝑛=
𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
66 𝑚𝑖𝑛
6,840 𝑙𝑡 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 66 𝑚𝑖𝑛
60 𝑚𝑖𝑛= 𝑥 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑥7 = 7,524 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
38
Promedio semanal:
6,384 + 8,208 + 7,182 + 7,980 + 10,260 + 7,182 + 7,524 =
54,720 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎
54,720
7= 7,817 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎/𝑑í𝑎
El valor calculado de 7,817 litros, es la cantidad promedio de agua que se necesita cada día para el
rehidratado de leche. Este valor se multiplica por 365, para de esa manera obtener el volumen de
litros que se requieren anualmente en esta actividad.
Agua requerida en rehidratado: (7,817 litros de agua/día)*365 = 2,853,205 lt/año
AGUA TOTAL REQUERIDA POR AÑO EN PASTEURIZACION Y REHIDRATADO: (280,000 +
2,853,205) lt/año = 3,133,205 litros de agua por año
Caldera
Otro porcentaje de la cantidad total de agua que consume la Planta, se utiliza para la generación
de vapor. Para calcular la cantidad de agua que se utiliza en la caldera de la planta, se consideró la
potencia, temperatura, presión, caudal y tiempo de operación de la misma. A continuación se enlistan
los datos mencionados:
Potencia: 80 hp
Temperatura del agua suministrada: 40 °C
Temperatura del vapor de calentamiento: 151 °C
Presión de trabajo: 5 kg/m2
Capacidad evaporativa con agua de alimentación a 100 °C y 1 atm: 1,250 kg de vapor/hr
Caudal del vapor: 1,120 kg de vapor/hr
Tiempo de operación: La caldera opera un tiempo de total de 5 horas aprox.
Especificaciones del agua: El agua que se le suministra a caldera cumple la función de
transformase en vapor, para de esa manera calentar (a no más 85 °C) el agua con la cual se
lleva a cabo la pasteurización de la leche.
39
El caudal de 1,120 kg/hr es la cantidad de agua requerida en forma de vapor por la caldera para
calentar el agua de pasteurización. Este valor se multiplica por 5 horas que opera el equipo con el fin
obtener el consumo diario de agua, y de manera similar al cálculo anterior, se hace la multiplicación por
los 365 días del año que opera. El valor obtenido representa los kilogramos de vapor de agua necesarios
cada año para la caldera.
Agua requerida por la caldera: (1,120 kg de vap/hr)(5 hrs de operación al día)(365 del año) =
2,044,000 kg de agua por año
Puesto que la cantidad de agua está expresada en kg de agua por año, se dividió este valor por la
densidad del agua a 40°C (temperatura a la cual se suministra el agua) para obtener la cantidad de agua
en litros, de esa manera:
AGUA TOTAL REQUERIDA POR AÑO PARA LA CALDERA: ((2,044,000 kg de agua)/(992.25
kg/m3))(1000lt/m3 = 2,059,965 lt de agua por año
Cabe mencionar que aunque Liconsa Colima cuenta con dos calderas para llevar a cabo su proceso
productivo, solamente se utiliza una cuando están en operación, por lo tanto se consideró el consumo
de agua sólo para la principal. La otra caldera, únicamente se requiere cuando la número 2 está en
mantenimiento.
Servicios sanitarios y jardinería
- Servicios sanitarios y lavamanos:
Para conocer el volumen de agua requerido en éstos servicios, se tomaron en cuenta los siguientes
parámetros:
Personal total que labora en Liconsa Planta Colima: 80 trabajadores
Consumo promedio de agua por persona: 60 lt al día
La cantidad de agua se determinó multiplicando el número total de trabajadores por el consumo
promedio de agua por persona, esto para obtener los litros de agua por día necesarios para cubrir
los requerimientos en éstas actividades. Cabe mencionar que en México el consumo de agua por
40
persona en lo que concierne a servicios sanitarios, se encuentra entre 50 y 70 litros al día, por lo
que se consideró el valor intermedio de 60 litros diarios.
(60 lt de agua/día)(80 trabajadores) = 4,800 lt de agua/día
Agua requerida en servicios sanitarios: (4800 lt de agua/día)(365 días de año) = 1,752,000
lt/año
- Riego de jardinería y lavado de áreas externas:
Para conocer los litros de agua necesarios en las actividades de jardinería y lavado de áreas
externas, se hicieron mediciones de caudal en cada una de las llaves de paso y aspersores de riego
de la planta durante un tiempo de 15 segundos. También se hicieron algunas consideraciones que a
continuación se mencionan:
Llaves de paso: 12 unidades totales
Aspersores automáticos: 7 aspersores
Aspersores automáticos en uso: 4 aspersores (los cuales son abastecidos por 2 mangueras)
Mangueras en uso: 3 unidades
Llaves de paso en uso: 2 de aspersores + 3 de mangueras = 5 llaves
Considerando:
Tiempo de uso de los aspersores de riego: 1.5 horas/día.
Tiempo de uso de las mangueras: 0.3 horas/día.
Número de cubetas requeridas por día: 5 unidades de 20 litros aprox/día.
En este punto es importante recalcar que la consideraciones descritas de 1.5 y 0.3 horas para uso
de los aspersores y mangueras respectivamente, y 5 cubetas de 20 litros para lavado de áreas
externas, se hicieron en base a lo que el personal cree y ha visto, pero no se tiene un tiempo ni una
cantidad de cubetas exactos a utilizar por día, por lo que éstos valores son datos aproximados.
Para el cálculo se hizo un promedio del caudal medido en las 12 llaves de paso con las que cuenta la
planta. Cabe mencionar que si bien las mediciones se hicieron con botellas de 600 ml, se utilizó la
probeta de 1 litro para que el volumen medido fuese más preciso. Los caudales medidos fueron los
siguientes:
41
o Llave 1: 0.5 lt/2.5 seg
o Llave 2: 0.6 lt/3 seg
o Llave 3: 0.45 lt/2.3 seg
o Llave 4: 0.6 lt/2 seg
o Llave 5: 0.6 lt/2.45 seg
o Llave 6: 0.55 lt/3.2 seg
o Llave 7: 0.6 lt/2 seg
o Llave 8: 0.5 lt/2 seg
o Llave 9: 0.5 lt/2.1 seg
o Llave 10: 0.6 lt/2.4 seg
o Llave 11: 0.55 lt/2.6 seg
o Llave 12: 0.5 lt/2.3 seg
Caudal promedio: 6.55 lt/28.85 seg = 0.23 lt/seg =
828 lt/hr
El valor promedio obtenido de 0.23 lt/seg para las llaves de paso, se consideró únicamente para 5
llaves, que son las que se utilizan diariamente, es decir, para las 3 mangueras y los 4 aspersores,
entonces:
Gasto anual de agua en los aspersores: (828 lt/hr)(1.5 hr)(2 llaves)(365 días) =
906,660 lt/año
Gasto anual de agua en las mangueras: (828 lt/hr)(0.3 hr)(3 llaves)(365 días) =
271,998 lt/año
Gasto en cubetas de 20 litros: (20 lt/día)(5 cubetas)(365 días) =
36,500 lt/año
Agua requerida para riego de jardinería y lavado de áreas externas: (906,660 + 271,998 +
36,500) = 1,215,158 lt/año
AGUA TOTAL REQUERIDA POR AÑO EN SERVICIOS SANITARIOS Y JARDINERÍA: (1,752,000 +
1,215,158) lt/año = 2,967,158 lt de agua por año
42
Lavado de equipos y áreas de proceso
En éstas actividades, como bien mencionó, se consideró que la cantidad de agua requerida es el
porcentaje restante del total de agua consumido al año, por lo que conociendo que el gasto anual es
igual a 12,206,000 litros, y después de haber obtenido el gasto anual en las actividades anteriores, es
posible determinar la cantidad de agua necesaria para llevar a cabo el lavado de equipos y áreas de
proceso de la siguiente manera:
Consumo de agua anual:
Total: 12,206,000 lt
Pasteurización y rehidratado: 3,133,205 lt
Caldera: 2,059,965 lt
Servicios sanitarios y jardinería: 2,967,158 lt
Suma del consumo anual calculado para las tres actividades anteriores:
3,133,205 lt + 2,059,965 lt + 2,967,158 lt = 8,160,328 lt
Entonces se tiene:
AGUA TOTAL REQUERIDA POR AÑO EN LAVADO DE EQUIPOS Y ÁREAS DE PROCESO:
(12,206,000 – 8,160,328) lt/año = 4,045,672 lt de agua por año
DISTRIBUCIÓN DEL CONSUMO DE AGUA
Habiendo calculado la cantidad de agua necesaria para satisfacer cada una de las actividades que
se llevan a cabo en la planta, se puede conocer la distribución porcentual del éste recurso de la siguiente
manera:
Datos conocidos:
Pasteurización y rehidratado: 3,133,205 lt
Caldera: 2,059,965 lt
Servicios sanitarios y jardinería: 2,967,158 lt
Lavado de equipos y áreas de proceso: 4,045,672 lt
Total: 12,206,000 lt
43
Distribución porcentual:
o Pasteurización y rehidratado
12,206,000 lt ------ 100 %
3,133,205 lt ------ x %
x = 25.7 %
o Caldera
12,206,000 lt ------ 100 %
2,059,965 lt ------ x %
x = 16.9 %
o Servicios sanitarios y jardinería
12,206,000 lt ------ 100 %
2,967,158 lt ------ x %
x = 24.3 %
o Lavado de equipos y áreas de proceso
12,206,000 lt ------ 100 %
4,045,672 lt ------ x %
x = 33.1 %
En la tabla 5 se muestran los porcentajes obtenidos de cada actividad y su respectivo valor
numérico, mientras que en la gráfica de la figura 13 se ilustra la distribución porcentual para el total de
agua.
Tabla 5. Valores numéricos y porcentuales de cada actividad correspondientes al total de 12,206,000
litros de agua consumidos por año en Liconsa Colima.
Actividad Consumo de agua (lt) Consumo de agua (%)
Pasteurización y rehidratado 3,133,205 25.7
Caldera 2,059,965 16.9
Servicios sanitarios y jardinería 2,967,158 24.3
Lavado de equipos y áreas de proceso
4,045,672 33.1
44
Figura 13. Distribución porcentual del total de agua en las diferentes áreas de la planta.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Como se puede apreciar en la gráfica de la figura 13, donde se ilustra la distribución porcentual de
los 12,206,000 litros de agua que requiere Liconsa Colima por año, es posible notar la gran diferencia
que existe entre la cantidad de agua que requiere un factor con respecto a otro. Se tiene, como bien lo
indicó la misma empresa, que el mayor porcentaje de agua corresponde al lavado de equipos y áreas de
proceso, ocupando este el 33 % del total, mientras que el valor más bajo de 17%, se requiere para la
caldera. Tanto los procesos de pasteurización y rehidratado de leche como los servicios sanitarios y
riego de jardinería, ocupan un porcentaje de agua aproximadamente igual de 26 y 24 por ciento
respectivamente.
En el caso del proceso de pasteurización, la determinación se hizo con respecto a los flujos de
agua fría y caliente suministrados por las bombas que se utilizan, y aunque el flujo de éstas se puede
modificar dependiendo de las condiciones a las cuales se quiera mantener el sistema, los caudales de
36,000 y 20,000 lt/hr con los cuales trabajan las bombas de agua fría y caliente respectivamente, no se
modifican según lo indicado por el ingeniero jefe del área de mantenimiento.
26%
17%
24%
33%
Pasteurización y rehidratado Caldera
Servios sanitarios y jardinería Lavado de equipo y áreas de proceso
45
Para la caldera se tiene una capacidad evaporativa de 1250 kg de vapor/ hr con agua de
suministro a 100 °C y 1atm, sin embargo la caldera se alimenta con agua a 40°C y opera a una presión de
5 a 6 atmósferas normalmente, por lo que los caudales se encuentran en el rango de 1100 y 1140 kg de
vapor/hr aprox. Para obtener el consumo de agua en caldera se tomó el valor medio de 1120 kg de
vapor/hr.
Cabe mencionar también que aunque los cálculos anteriores se hicieron para un total de 365 días,
pueden existir inconvenientes que causen que 1 o 2 días del año no haya producción de leche, pero esto
es poco frecuente y en general se produce todo el año, por lo que se tomó una producción total de 365
para las determinaciones realizadas.
PUNTOS CRÍTICOS DETECTADOS
Como bien se mencionó, la finalidad del presente estudio era realizar una determinación de la
cantidad de agua que se utiliza en las diferentes actividades que se realizan en Liconsa Planta Colima.
Los valores obtenidos en los cálculos realizados representan la cantidad en litros y el correspondiente
porcentaje de agua requerido en las diferentes áreas de la planta.
Los puntos críticos detectados en la presente investigación se encontraron en las actividades de
riego de jardinería y lavado de áreas externas, y en lavado de equipos y áreas de proceso.
Para el primer grupo de actividades mencionadas, en el riego de los sitios verdes de la Planta, no
se tiene un control del tiempo durante el cual permanecen abiertos los aspersores de riego. Otro
inconveniente es el alance de dichos aspersores, pues el área de riego de los mismos es bastante
limitada, y debido a que estos no son movidos de lugar durante todo el tiempo que permanecen
abiertos, existen áreas verdes que se saturan de agua mientras que otras no se riegan adecuadamente,
y por ende, se deben regar con manguera generando un mayor consumo de agua.
Para el lavado de las áreas externas de la Planta, como son las banquetas que se encuentran
dentro de la Planta y las que se encuentran fuera pero muy cercanas a la misma, el lavado se realiza
utilizando cubetas de 20 litros y mangueras para quitar el exceso de detergente, sin embargo tampoco
existe un control de la cantidad de agua a utilizar.
46
En lo que respecta al lavado de equipos y áreas de proceso, debido a que son éstas actividades las
que requieren un mayor consumo de agua, es aquí donde se debe prestar más atención, pues el
problema que se tiene es el uso no regulado de mangueras y cubetas, lo cual genera un consumo
innecesario y considerable de agua, y aunque los instrumentos son básicamente los mismos que los
usados para el lavado de áreas externas, el volumen de agua que se requiere para la limpieza de los
equipos y áreas de producción es notablemente mayor.
UTILIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales de Liconsa Colima provenientes de las diferentes áreas (producción y
servicios generales), son procesadas en la planta de tratamiento de aguas residuales con la que cuenta
la empresa, la cual tiene una capacidad de tratar 30 m3 de agua por día. El personal de Liconsa indica
que las aguas tratadas no se emplean en ningún servicio actualmente, pero que anteriormente se
utilizaban en áreas de jardinería. En la figura 14 se aprecia el interior de la planta de tratamiento de
aguas con la que cuenta la planta.
Figura 14. Interior de la planta de tratamiento de aguas de Liconsa.
Los análisis para determinar las características fisicoquímicas y microbiológicas de las aguas
tratadas, no los lleva a cabo el laboratorio de control de calidad de Liconsa Colima, sino que la planta
realiza los análisis mensualmente de manera externa para asegurar que las aguas cumplan con las
características que permitan su descarga.
47
Cabe mencionar que a las aguas una vez tratadas no se les hizo ningún tipo análisis debido a que
no tienen uso en específico, por ese motivo en Liconsa Colima no se hacen los análisis del agua tratada,
pues ésta no tiene contacto alguno con el proceso de la leche.
Después de recibir el tratamiento completo, el agua puede entonces ser descargada. El volumen del
efluente de planta de tratamiento depende de la composición del agua de alimentación. La planta de
tratamiento de aguas de Liconsa Colima procesa 30,000 litros de agua 6 veces por semana, el día
restante el personal encargado del área realiza trabajos de mantenimiento.
Conociendo estos datos se puede calcular la cantidad de agua que ingresa por año a la planta de
tratamiento de la siguiente manera:
𝐼𝑛𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 =30,000 𝑙𝑡
𝑑í𝑎 ∗
6 𝑑í𝑎𝑠 𝑜𝑝.
𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎 ∗
52 𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎𝑠
𝑎ñ𝑜 =
9,360,000 𝑙𝑡
𝑎ñ𝑜
Los reportes del personal encargado de la planta de tratamiento indican que el volumen del
efluente es de aproximadamente 750 m3 por mes, con lo cual es posible conocer el volumen descargado
por año y con ello la eficiencia de la planta:
𝐸𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 =750,000 𝑙𝑡
𝑚𝑒𝑠∗
12 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠
1 𝑎ñ𝑜 =
9,000,000 𝑙𝑡
𝑎ñ𝑜
% 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒∗ 100 =
9,000,000 𝑙𝑡
9,360,000 𝑙𝑡∗ 100 = 96.15 %
Con ello se tiene que el volumen del efluente final asciende a 9,000,000 litros por año con un
96.15 % de eficiencia para la Planta de tratamiento.
Las aguas provenientes de la planta de tratamiento, de acuerdo a lo indicado por la ingeniera
Abril Diana Medina Frausto, supervisora del departamento de mantenimiento, cumplen con los
parámetros establecidos por la Norma Oficial Mexicana 003, la cual establece los límites máximos
permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público.
48
COSTOS POR CONSUMO DE AGUA
Para la Planta industrial Liconsa Colima, la tarifa de consumo de agua que ha establecido la
CONAGUA es de 7.9251 pesos/m3 de agua por trimestre.
Para poder descargar el agua proveniente del efluente de la planta de tratamiento y el resto del
agua que no fue tratada, Liconsa Colima paga a CIAPACOV la cantidad de 507 pesos, esto
independientemente del volumen de agua que se descargue.
Con lo anterior, y conociendo el volumen de agua consumido por la planta al finalizar el año 2016,
es posible determinar el costo anual del agua de la siguiente forma:
Consumo total de agua al cerrar el año 2016: 12,206,000 litros = 12,206 m3
Cuota trimestral: 7.9251 pesos/m3
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 =12,206 𝑚3
𝑎ñ𝑜∗
7.9251 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠
𝑚3=
96,733.77 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠
𝑎ñ𝑜
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑟𝑖𝑚𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 =96,733.77 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠
4= 24,183.44 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠
El valor obtenido representa la cantidad que Liconsa Colima paga a la CONAGUA cada año. Éste
valor dividido entre 4, es lo que se debe pagar por trimestre para abastecer el pozo profundo de la
planta, que es de donde se reparte el agua hacia las diferentes áreas de la empresa.
AHORRO POR CONUSMO DE AGUA
Como se mencionó con anterioridad, el efluente proveniente de la planta de tratamiento no se
utiliza actualmente para ninguna actividad, por lo que el total de agua es descargada fuera de la planta.
De acuerdo a lo indicado por el personal encargado de la planta de tratamiento, el agua puede
utilizarse para todas las actividades que involucren el riego de jardines y lavado de áreas ajenas al
proceso. Siendo así y conociendo las ecuaciones siguientes realizadas para las actividades de jardinería y
lavado de áreas externas:
49
Gasto anual de agua en los aspersores: (828 lt/hr)(1.5 hr)(2 llaves)(365 días) =
906,660 lt/año
Gasto anual de agua en las mangueras: (828 lt/hr)(0.3 hr)(3 llaves)(365 días) =
271,998 lt/año
Gasto en cubetas de 20 litros: (20 lt/día)(5 cubetas)(365 días) =
36,500 lt/año
Agua requerida para riego de jardinería y lavado de áreas externas: (906,660 + 271,998 +
36,500) = 1,215,158 lt/año
se puede establecer que es posible reutilizar hasta 1,215,158 litros de agua al año, o sea el agua total
requerida para el riego de jardinería y lavado de áreas externas, lo que corresponde a un 13.5 % del
efluente de la planta de tratamiento.
Conociendo el porcentaje de agua que es posible reutilizar, se puede determinar el ahorro
monetario que Liconsa Colima generaría.
Si al total de 12,206,000 lt/año de agua requeridos en la planta le restamos el gasto anual total
requerido en actividades de riego de jardinería y lavado de áreas externas, se tiene el siguiente
consumo:
Consumo de agua = (12,206,000-1,215,158)lt/año = 10,990,842 lt/año
Este consumo es la cantidad de agua que requeriría la planta teniendo en cuenta el ahorro de
1,215,158 lt/año de agua provenientes de la planta de tratamiento. De esta manera se puede calcular el
porcentaje de ahorro en agua:
12,206,000------100 %
1,215,158------x % = 9.96
% de ahorro en agua = 9.96 %
Tomando en cuenta que Liconsa Colima sí puede generar un ahorro en el consumo de agua, se
tiene también una disminución en los costos de dicho servicio.
50
Conociendo que la empresa paga la tarifa 7.9251 pesos/m3 de agua, el ahorro monetario es el
siguiente:
𝑨𝒉𝒐𝒓𝒓𝒐 ($) =𝟏, 𝟐𝟏𝟓. 𝟏𝟓𝟖 𝒎𝟑
𝒂ñ𝒐∗
𝟕. 𝟗𝟐𝟓𝟏 𝒑𝒆𝒔𝒐𝒔
𝒎𝟑=
𝟗, 𝟔𝟑𝟎. 𝟐𝟒 𝒑𝒆𝒔𝒐𝒔
𝒂ñ𝒐
Con lo que los costos de agua de Liconsa Colima, se reducirían de 96,733.77 a 87,103.53 pesos por
año, generando un ahorro de 9,630.24 pesos por año.
51
CONCLUSIONES
Mediante el presente estudio se pudo determinar que Liconsa utiliza de manera eficiente el agua
en sus procesos de pasteurización, rehidratado de leche, generación de vapor y servicios sanitarios, pero
en lo que respecta a las actividades de limpieza, el personal encargado del área no realiza una
supervisión para controlar la utilización de agua, lo que se traduce en una merma importante del
recurso.
De acuerdo a los puntos críticos encontrados, en donde el consumo de agua no regulado se halla
en actividades de riego de jardinería y lavado de áreas externas, y en lavado de equipos y áreas de
proceso, se tiene que dentro de éste último grupo de actividades es donde está el mayor consumo de
agua. Esto representa un gran problema para la empresa, pues ya que las actividades que requieren el
mayor volumen de agua es donde más control se debe tener, esto con el fin de minimizar el desperdicio
y consecuentemente reducir en costos.
El agua proveniente de la planta de tratamiento de aguas residuales de Liconsa Colima, no posee
las características para ser utilizada en los procesos de pasteurización, rehidratado de leche, generación
de vapor ni servicios sanitarios. En cambio se puede usar, como lo establece la Norma Oficial Mexicana
003, en servicios al público con contacto directo u ocasional, es decir, en las actividades de riego de
jardinería y lavado de áreas externas.
Reutilizando el volumen calculado de los factores que generarían un ahorro en Liconsa Colima, se
tiene que la empresa puede minimizar su consumo y costos de agua en 1,215,158 litros y 9,630.24 pesos
por año respectivamente. Esto mediante una constante y adecuada supervisión por parte del personal
encargado del área de producción y mantenimiento.
52
RECOMENDACIONES
En base al estudio y las observaciones realizadas con respecto al consumo de agua en las
diferentes áreas de la planta, se han sugerido algunas recomendaciones con la posibilidad reducir la
cantidad de agua que requieren ciertos servicios y actividades:
Establecer un tiempo máximo y mínimo de uso para las mangueras y aspersores que permita
cumplir adecuadamente con las actividades de limpieza pero a su vez minimice el consumo de
agua.
Realizar una supervisión constante del tiempo que se utilizan las mangueras cuando se realicen
labores de riego y lavado de banquetas, así como limpieza de equipos y áreas de proceso. Ésto
permitirá que se cumpla con el tiempo establecido en el uso de agua.
Llevar a cabo las supervisiones 2 a 3 veces por semana con el fin de identificar en qué lugares
además de los mencionados, existen mermas de agua que puedan evitarse.
Implementar programas de capacitación constante al personal que maneja los instrumentos que
implican un consumo de agua.
Aunque Liconsa Colima actualmente no utiliza el agua proveniente de la planta de tratamiento de
aguas para ningún servicio en la planta, se recomienda considerar la posibilidad de utilizar el
efluente tratado proveniente de la PTAR en actividades de jardinería y lavado de banquetas.
Aunque dichas actividades sólo requieren una porción del efluente, esto a largo plazo representa
un ahorro importante del recurso.
53
COMPETENCIAS APLICADAS
Se aplicaron diversas técnicas de investigación para proponer alternativas que permitieran dar
solución al problema de consumo elevado de agua en la planta. Esto mediante sistemas de control
digitales propios de la empresa, asesoramiento por parte del personal operativo y no operativo,
investigación en línea y cálculos matemáticos.
Se utilizó la habilidad de buscar y analizar la información más importante proveniente de diversas
fuentes, así como de comunicación oral con el personal de las diferentes áreas.
Se estudió y sintetizó la información recabada con el objetivo de brindar un mayor entendimiento
acerca del trabajo realizado.
Mediante las alternativas propuestas, se contribuyó a la sustentabilidad a nivel social, económico y
ambiental sin que se viera afectado el proceso de la empresa.
Se determinaron costos antes y después de aplicar las alternativas propuestas, para de esa manera,
comprobar los beneficios que tendría dar solución a los problemas tratados.
Se participó en auditorias que se llevaron a cabo dentro de la empresa brindado apoyo al personal
de las diferentes áreas.
Mediante el trabajo en equipo con mi asesor, el Lic. José Isaías Arellano García y el personal que
labora en el área de producción, fue posible llevar a cabo una investigación en beneficio de la
empresa Liconsa Colima S.A de C.V.
54
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