Integrantes del equipo
Nicandro Nicandro Martin Del Jess Gmez Balan Carlos Enrique Gallegos Lpez Ernesto Islas Lpez Hidalgo Rodrguez Jorge Enrique Ivn Del Carmen Alcocer Lpez ngel Fabin Ramrez Mena
MECATRONICA
3 A
AUTOMATIZACION DE PURIFICADORA DE AGUA I.
Misión y visión de la empresa ................................ ................................ ................................ ................................ ......................... ......................... 3 1.
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ . 3 Misión: ................................
2.
V
isión: ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .. 3
II. Encuesta: ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ . 3 III. 1.
IV.
APLICACIÓN DE LA AUTOMATIZACION : ................................ ................................ ........................... ........................... 4 OBJETIVO ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................
............................. ............................. 4
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......................... 4 PROYECTO ................................ ................................ ...................... ...................... 5 a. Proceso de purificación de agua potable . ................................
V.
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................... 8 Anteproyecto ................................
VI.
Diagrama del sistema mecánico ................................ ................................ ................................ ................................ ............... 10
VII.
Diagrama del sistema eléctrico ..................... ................................ ........... ................................ ................................ ................. ................. 11
VIII.
Estimación de costo costo de todo el proyecto ................................ ................................ .............................. .............................. 13
1.
Indirectos ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......................... ......................... 14
................................ ................................ ......................... 15 2. Costo actual del proceso . ................................ 3.
................................ ................................ ............................. ............................. 15 Costo ya automatizado ................................
4. Análisis de costo beneficio . ................................ ................................ ................................ ................................ ..................... 16 XI.
Bibliografía ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........................ ........................ 17
I.
Misión y visión de la empresa
LIVING WATERS FOR THE WORLD (el buen pastor). 1. Misión:
Satisfacer Satisfacer la necesidad n ecesidad de nuestros clientes ofreciendo productos de calidad, con una excelente actitud de servicio a precios accesibles. 2. Visión:
Ser una empresa con una solida estructura organizacional que proporcione bienestar bienestar a sus empleados, clientes y proveedores. Basándonos en la necesidad de superarse diariamente buscamos enfrentarnos a un futuro firme y solido a través de una visión clara y acorde a nuestras circunstancias empresariales. II.
Encuesta:
AGUA EL BU EN PASTOR
1- ¿De cuantos cuantos garrafones de de agua es su producción diaria? diaria? se producen alrededor de 120 garrafones por día Pero dependiendo la demanda del consumidor, si la demanda del consumidor consumi dor es mayor a la producción, se hace hace un ajuste en el aumento horas de trabajo. R=
2-
¿Es suficiente para satisfacer satisface r la demanda demanda de de los clientes? R=no porque el proceso de purificación tiene muchas demoras, ya que si el equipo lo sometemos a mayor producción, tiene un alto grado de posibilidades de que el desgaste del equipo sea sea mayor.
3- ¿cuánto tiempo utiliza utiliza para para el el llenado llenado de un garrafón garrafón de 20 litros de agua y su sellado? R=4 minutos aproximadamente 4-¿Qué le gustaría mejorar en el el proceso y por qué? R=Nos gustaría mejorar el proceso de llenado y sellado de los garrafones para que la producción sea mayor en menor tiempo
5-¿estaría
dispuesto a invertir u poco más de lo predestinado para así mejorar su producción y las ganancias? las ganancias ganancias serian serian mayor . R= Si ya que mejora la producción y las
6-¿El llenado y sellado de garrafones de agua purificada purificada satisface la producción? R= No porque el retardo del llenado y tapado retrasa la producción, ya que, se pierde mucho tiempo en lo antes menciona do y con eso eso se efectúan perdidas perdidas de ventas.
III.
APLICACIÓN DE LA AUTOMATIZACION :
Este proyecto de integradora tomara como base la aplicación de la automatización a una planta purificadora ya que en en este se tomara como com o base las informaciones, informacion es,
las prácticas, etc... que a lo largo de cada cuatrimestre se han obtenido, estos conocimientos ahora se pondrán en aplicación, es decir, se aplicaran los conocimientos conocimientos de d e sistemas eléctricos, electrónicos, mecánicos,..
1. OBJETIVO
Automatizar una purificadora de aguan donde nos concentramos en la limpieza de los garrafones, el llenado de los garrafones, el sellado y su contabilización, con el fin ser más rápido y preciso y al mismo tener la calidad del producto. IV.
PROYECTO
siguiente proyecto se trata de la automatización de una una purificadora de agua; la El siguiente cual como se puede visualizar en el diagrama d el proceso de purificación purificación de agua, se lleva una serie de pasos para s u obtención del agua ya purificada. Los pasos son los siguientes:
1. Se obtiene el agua por medio de una bomba de agua . 2. El agua pasa por medio de tubos de PVC de la bomba a un Filtro de ca rbón (eliminar el cloro del agua cruda). 3. Después del Filtro de carbón a un f iltr iltro suav iz ador (quitar la impureza del agua como: sodio, potasio, minerales pesados del agua). 4. Del filtro suavizador pasa a un f iltr iltro de eliminac ión de resinas . 5. Después del filtro filtro de elimina eliminación ción de resinas pasa a una bomba de presión (activa las válvulas de entradas al proceso de la osmosis inversa). 6. De la bomba de presión a el proceso de osmos is inversa (que es el que purifica completamente el agua cruda). 7. Luego de la purificación el agua pasa a las memb ranas de presión , una de alta presión y una de baja presión (que su función sería la de proporcionar el agua purificada purificada de una manera de alta o baja presión). 8. De las dos membranas pasara a un equipo de luz ultraviolet a (la función es desinfectar el agua que ha sido purificada purificada por el proceso de osmosis inversa). rif icada y desinfectada en un depósito. 9. Por último se almacena el agua purif 10. El llenado se hace manualment e .
a. Proceso de purificación de ag ua potable. El agua cruda pasa por un filtro en caso de mosquito, gusanos, moscas lo que son basuras y filtra partículas grandes posteriormente lo manda a un filtro de carbón, la función función que tiene es la de eliminar al cloro de la ordena d el agua cruda, posterior mente el agua pasa a otro filtro el cual llamamos filtro suavizador, dentro de este hay gravilla, granzón, carbón activado activado y lo que es una resina especial, su función de esta es quitar toda toda la dureza del agua con el sodio, el potasio todos todos los minerales pesados que tiene el agua, el suavizador quita la dureza del agua. Hasta aquí el agua cruda que estaba él en tinaco de almacenamiento de agua cruda, cuando el agua pasa por estos filtros se dice que el agua ya esta filtrada antes de pasar a la
os osis i omb r mbio de rs s h u u str A st h u color i dicado r de color azul que el agua ya est a f iltrada y que no tiene muchos minerales cuando indica de color azul indica q ue el equi o est limpio despu s de verlo retro lavado y de que el ag ua ya es apt a para poderla p urif icarla e st e e s muy import an ant e y se tiene que hacer ant es de que el agua pase a la osmosis porque si dejo pasar est a agua y est muy adult erada o pesada el agua que pase a la siguient e maquina quedara muy pesada ya que el tinaco de almacenamient o de agua cruda tiene partículas por millón y est e tiene dos mil partículas por millón al moment o de pasar al siguient e f iltro tiene 1600 o 1500 partículas una vez ya hecha la muestra se pa p asa al siguient e p roceso que es el corazón es otra máquina q ue se le llama la o smosis inversa q ue contiene una bomba de presión y f unciona través de un c ircuit o que es a p resión igual y al moment o en que se abran unas válvulas de est a máquina c uando entra la presión se activa el circuit o y empieza a f uncionar la bomba est a máquina contiene membranas que son las que purif ican el ag ua , el agua entra por una bomba y luego pasa por un f iltro que es más f ino est e f iltr a partículas más pequeñas en caso de que cuando se retrolavo el equipo y no s e cerró el suavizador cuando se est aba aba lavando el carbón pasan las partículas direct amen ament e hast a el f iltro el agua ant es de que pase a las membranas pasa po r est e f iltro det en eniendo esas partículas
Lo q ue es la ó smosis inversa contiene su bomba de presión y manómetro y aquí a ant o el desecho como de product o través de aquí podemos observar la presión en t an est e por cada 100 litro purif ica un 40% ósea que tiraremos 60 litros se puede purif icar mas pero el agua q uedaría más pesada o con muchos minerales ent once onces por eso se controla con est os manómetros con el cual se marca cual va hacer mi desecho y cuál será mi product o hay dos tipos de membrana una de alt a presión y una de baja presión la diferencia e s que la de alt a presión se p uede manejar hast a 180 lb y la de menor presión solo puede ser hast a 120 a 135 lb pero a diferencia de la de alt a p resión tirara menos product o y la de baja presión tirara ma s product o ejemplo en un minut o la de alt a presión puede producir 8 litros y la otra 12litros Luego de eso el agua co rre po r un tubo a donde se envía a almacenar y a hí el agua ada ya que recordemo s que hay se dice que est a purif icada pero no desinfect ada bact erias que pueden resistir 100º centígrados ant es de que el agua sea embazada otra vez de los bot ellone ellones, e st a tiene que pasar por luz ultraviolet a tiene que pasar por que el ag ua que se almacena purif ica en los t anq anques regresa otr a vez pero a través de una bomba y la que ya se p urif ica pasa po r la l uz ultra v iolet a la f unción de est a es que tiene que eliminar las pequeñas partículas que haya creado el anque así como lama que es lo que se sale cuando ya tiene mucho tiempo , de esa t anq manera ya el ag ua pasa por la luz ultr aviolet a que es la forma en la cual esa empresa purif ica , pero hay distint os mét odo odos para purif icar, al moment o q ue pas e el ag ua es recomendable que pase solament e 30 lit /minut o por lal uz ultraviolet a, a, porque así el agua sale de la mejor calidad, en ocasiones cuando hay mucha demanda, los encargado s abren mas a la válvula y cruza más agua en la luz
ultravioleta eso trae como consecuencia que el agua salga en mala calidad, una de las propuesta que le propusimos fue la de comprar otra luz ultravioleta y hace obtener mayor cantidad de liquido purificado y de la mejor calidad para su consumo del mismo. Para el llenado de los garrafones se tiene un estándar, para que salga 30 litros/minuto de tal manera se gradúa la válvula válvula para que así se puedan llenar 1 ½ garrafones por minuto y así sucesivamente hasta llegar a la cantidad de garr afones que se pueden llenar por hora. Existe un pequeño problema en el llenado ya que si hay energía y llega a subsistir por determinado tiempo , como el equipo tiene demasiada potencia esta producirá una mínima cantidad por minuto por lo tanto es necesario apagar todo el proceso de llenado lo cual causaría perdida para la empresa por consiguiente se debe de contar con una planta. Para poder producir más litros por minuto es necesario implementar el ozono con este equipo puedes hacer que pasen hasta 50 litros/minuto y así aprovechar y obtener mayor cantidad de llenado de los garrafones como también mayor producción. Aunque tiene un costo secundario y es muy difícil de encontrar en el mercado. mercad o. Es por esta razón que la mayoría de las pequeñas empresas de purificación del agua de esta región utilizan el método de ultravioleta por su costo primario.
Nuestro enfoque del proceso fueron la limpieza, el llenado, el sellado y contabilización contabilización de los garrafones.
V. Anteproyecto Prop Propue uest sta a de la auto automa matiz tizac ació ión n del del cont conteo eo,, llena llenado do y tapa tapado do de garr garraf afon ones es en la planta planta purific purificador adora a
living wáter (el buen pastor) .
La prop propue ues sta que que se pla plantea ntea en el proc proces eso o de la plan planta ta puri purifi fic cada ada
(el buen buen living wáter (el
pastor) es en la parte del llenado, tapado y conteo de garrafones de agua puri purifi fica cada da,, ya que que como como ante anteri rior orme ment nte e se mencio encionó nó en esta estas s part partes es del del proc proces eso o se ha dete detect ctad ado o el prob proble lema ma del del reta retard rdo o del del prod produc ucto to (gar (garra rafo fone nes s de agua agua puri purifi fica cada da)) en el momen omento to dete determ rmin inad ado o para para salir salir a la vent venta. a. Nues Nuestr tra a prop propue uest sta a a la menc mencio iona nada da plan planta ta purif purific icad ador ora a
living wáter (el (el
buen buen past pastor or))
es la automatiza ización del llenado, tapado y el conteo de los garrafones de agua puri purifi fica cada da;; con con la auto automa matiz tizac ació ión n de estas estas part partes es de proc proces eso o se pret preten ende de:: limpieza la parte de la limpieza
de los garrafones: garrafones: antes de que pase a su proceso es
necesar esario io sab saber si el garra arrafó fón n está está lim limpio o no, para est esto igu igual se pretende ende automatizar, así para tener una mejor calidad del producto y que los consu onsum midor idores es esté estén n sati satis sfech fechos os en la compr ompra a de su prod produc ucto to.. en esta esta part parte e se utili utiliza zara ra un sens sensor or que que me indi indiqu que e la radi radiac ación ión dent dentro ro del del garr garraf afón ón.. En la parte del llenado de los garrafones:
se pretende que por medio de la automatización de este poder llevar el control del llenado, es decir, que el nivel del líquido (agua purificada) en el llenado de garrafones sea el mismo para todos, esto para evitar los casos de un mal llenado ( es decir más agua purificada o menos en diferentes garrafones), que en algunos casos es perdida del producto (agua purificada) o en otros casos reclamos por poca agua en los garrafones. También con esto se pretende terminar con uno de los problemas más importantes que se ha planteado en esta planta purificada living wáter (el buen pastor), el cual es el retardo del producto para salir a la venta, ya que el llenado manualmente como se mencionó anteriormente lleva mucho tiempo, es decir, el ll enad enado o se hace p or medio de dos válvulas y con esto 2 garrafones se llenan por un tiempo de 3 minutos:
1. AUTOMATIZACIÓN DEL LLENADO TAPADO Y EL CONTEO DE GARRAFONES DE AGUA DE LA PLANTA PURIFICADORA living wáter (el buen pastor) SEGÚN LA PROPUESTA : Para poder automatizar cada parte del proceso de purificación de esta planta se requerirá de dispositivos eléctricos, electrónicos y mecánicos para ello se darán a conocer los materiales y dispositivos que se implementaran para la automatización del lle nado, nado, tapado y conteo en el proceso de purificación de la planta purificadora living wáter (el buen pastor):
VI.
Diagrama del sistema
mecánico mecánico
VII.
Diagrama
Descripción
del sistema eléctrico
y características del proceso que lo integran.
los diagramas muestra muestra Este proceso según la automatización mostrada en los
un
nuevo forma de realizar el proceso de purificación ya que a través de ciertos dispositivos dispositivos como lo son sensores, electroválvulas, electroválvulas, plc y la banda banda transportadora. transportadora. En nuestro primer paso es la limpieza interna del garrafón donde tenemos un
sensor que nos detectara la suciedad, en caso de que el garrafón este sucio pasara a otra banda y no pasara a ser llenado, si es lo contrario pasara directo y hasta que detecte el ultimo sensor este detendrá la banda transportara y a la vez activa las electroválvula, pero para que enciendan las tres electroválvulas tienen que estar activadas los tres sensores que están en dirección de las electroválvulas una ves que estén llenado los tres garrafones el siguiente paso es el sellado de garrafones en esta parte tenemos un contador contador cada vez que que el sensor detecte empezara a contar y cuando esta suceda se van a sellar los garrafones. garrafones.
Factores de riesgo y contingencia Riesgos
que pueden llegar a sufrir en la empresa el buen pastor al implementar este equipo automatizado.
y
y
Uno
de los factores que se presentarían al implementar este equipo automatizado es el medio por el cual se obtendría la energía eléctrica, ya que es de importancia porque es necesario para realizar sus funciones; por eso es necesario tomarlo en cuenta, ya que pueden presentarse casos en los que no se suministre suministre la energía eléctrica directamente del suministro por alguna falla; para ello es necesario tenerlo en cuenta e implementar alternativas alternativas de solución para este tipo de riesgo. Tomando en cuenta esto se implementaran alternativas que eviten este riesgo:
Otro
factor seria el medio por el cual se obtendría el agua a purificar, ya que al no tener esa materia prima podría parar todo el proceso de producción, para ello se tendrá que implementar o buscar soluciones que nos determinen una solución solución a casos inesperados, que llegue llegue a dar este riesgo. Para ello se implementaran alternativas como podrían s er:
En caso que llegara a faltar en los contenedores (Rotoplas) una de las principales alternativas es sacarla directamente de pozo, o en lo contrario bombearla desde las piletas en donde se almacena el agua que está completamente sellada para evitar algunas larvas en especial la de mosquitos. Otro riesgo que también es muy importante es al momento de trabajar en la planta, como se trabaja con agua y al mismo tiempo implementamos energía eléctrica, esta podría causar una descarga eléctrica por eso es necesario utilizar equipo de proteccion para evitar alguna perdida tanto como de producto y como también una pérdida humana.
VIII.
IX.
Horas hombres
Personal requerido
Salario por
Salario
Salario
día
semanal
mensual
$800.00 $500.00
$5200.00 $3250.00
$20800.00 $13000.00
9
$500.00 $300.00 $400.00 $200.00
$3250.00 $1950.00 $2600.00 $1300.00
$13000.00 $7800.00 $10400.00 $5200.00
9
$200.00
$1300.00
$5200.00
9
$200.00
$1300.00
$5200.00
$3000.00
$20150.00
$80600.00
Horas diarias trabajadas
ingeniero Técnico electricista mecánico Plomero Maestro albañil Ayudante general Ayudante general Ayudante genera Total
X.
Estimación de costo de todo el proyecto
9 9 9 9 9
72
Consumibles
Cantidad
Materia prima
Descripción Descripc ión
Costo unitario
Costo total
5
Cemento
Apasco 50 kg 2³ ½ ³. 2³ 2´ a 1´
$120.00
$600.00
20 m. 15m 3 3 1 2 50m. 2 m. 1
Tubo pvc $25.00 $500.00 Tubo pvc $15.00 $225.00 Tubo pvc tipo T $50.00 $150.00 Reductor para tubo $30.00 $90.00 pvc motor Motor de ½´ $1200.00 $1200.00 cal Cal hidratada hidratada $80.00 $160.00 Cable 12-10 $8.00 $400.00 Arena refinada00.00 $3 $600.00 5 000lt Tanque rotoplas $5500.00 $5500.00 total $9425.00
EQUIPO
cantidad
elementos
descripción
Costo
Costo total
unitario 1 4
inductivo inductivo capacitivo Sensores capacitivo
3
Electroválvulas Electroválvulas
1
Plc
1
Botoneras
1
Sensor
Banda transportadora
Distancia de 20 mm $450.00 $450.00 Distancia de $600.00 $2400.00 censado 20 cm Modelo 5S280-AA3 Festo Electroválvula Electroválvula de 2´ $950.00 $4800.00 acero inoxidable Modelo 2S160-3/8 Festo Micrologix 1000 $1500.00 $1500.00 Allen Bradley Modelo 3D322-3AA $1220.00 $1220.00 Festo Variador y Reductor Japones Marca: SM CYCLO SUMITOMO Construida en Acero Inoxidable Grado $20000.00 $20000.00 Alimenticio Chumaceras y Rodamientos Marca: SKF
Largo 3 mts. Ancho 3 5cm 1
Brazo hidráulico hidráulico
Modelo E13-VF Festo
$5500.00
$5500.00
total
$35870.00
1. Indirectos
Elementos que que no intervienen intervienen directamente directamente en el proyecto. costos Transporte Luz Área de prueba prueba Total
$300.00 $450.00 00.00 $7 $1450.00
Presupuesto del proyecto Descripción Horas hombres
Costo
$80600.00
Consumibles
$9425.00
equipo
$35870.00 $1450.00
Indirectos total
$127345.00
2. Cost o
act ua ual del proceso.
El costo de actual tiene un costo de operación aproximado de:
Intervienen 4 trabajadores el cual su costo de mano de obra es de $400 por día de trabajo. Y el costo de la materia prima es de $700 por día Lo que da un costo total de $1 1000.00 por día Y si tomamos en cuenta que se puede producir 145 garrafones garrafone s llenados por día a un costo de $10 el resultado es de $1450.00 por lo tanto Venta diaria diaria $1450- costo de producción producción $1100.00= 350 ganancia total total por día Si tomamos en cuenta que se laboran 8 horas al día nos da como resultado145 garrafones diarios 3.
Cost o ya aut oma omatizado
Como máximo de números de operario seria de 2 a 3 que su costo de mano de obra por operario seria de 100.00 tomando en cuenta que la materia prima seria la misma. Que nos da un costo de $900.00 por día Entonces ya implementado la automatización de los garrafones que se producirían al día entre 250 a 300 garrafones con el mismo costo y calidad del producto que da como resultado res ultado de 43000.00 por lo tanto
Venta diaria $4300.00- costo de producción $900.00= $3400.00
4.
Análi sis
de cos t o benef icio.
Desc ripción No. Opera rios Cost o por operario Horas trabajadas considerando una hora de descanso Producción por dia ganancia
compa rativo M anual automatizado 4 2a3 $100.00 $100.00
7 horas
7 horas
145 garrafones garrafon es
250 a 300 garrafones $3400.00
$350.00
ahorro 100
XI.
Bibliografía http://www.best-aqua.com/index.php http://www.maquiventa.com /equipos_de_envasado/index.html http://www.maquiventa.com /equipos_de_envasado/index.html http://manantialwater.comlu.com/index.html http://www.maquiventa.com /equipos_de_envasado/llenadoras_de_garrafo nes_y_botellas.html ht!http://www.criotec-coolers.com/accesorios-y-consumibles-de-aguapurificada.htm http://www.nizalle.com /index.htm http://www.olx.com.mx/
