MEJORANDO LA CALIDAD Y AUMENTANDO LA CANTIDAD DE AGUA EN YUCATÁN.
Agricultura orgánica. Hidroponía y acuacultura.
Desarrollo social y económico.
Impacto en la zona costera.
Lograr estabilidad social, requiere proyectos empresariales que brinden a los habitantes del entorno posibilidades de desarrollo personal y alternativas de ingresos económicos suficientes para satisfacer sus necesidades, además de generar un concepto subjetivo de orgullo y arraigamiento; de tal forma el gobierno ha venido apoyando proyectos que cumplen las normas y presenten indicios favorables para su factibilidad y permanencia.
Los mercados nacionales e internacionales experimentan una coyuntura apropiada para entrar a competir con las tradicionales productoras de refrescos azucarados, agua purificada de calidad, vegetales y verduras hidropónicos.
Es evidente la constante y creciente inquietud por parte del consumidor en ingerir productos sanos, no causantes de enfermedades de alto indice social como diabetes, cáncer, reumatismo, etc.
Igual tendencia acontece con los alimentos agrícolas; donde se aprecia el producto haya sido cosechado sin aplicación de pesticidas o químicos, es decir, orgánicamente; sistema de producción que trata de utilizar al máximo los recursos de la granja o invernadero, dándole énfasis a la actividad biológica y al mismo tiempo, a minimizar el uso de los recursos no renovables y no utilizar fertilizantes y plaguicidas sintéticos para proteger el medio ambiente y la salud humana. La agricultura orgánica involucra mucho más que no usar agroquímicos. Y debido a la abundancia de insectos que afectan el cultivo agrícola en Yucatán, la opción más interesante, controlable, simple, productiva y económica es la hidroponía. Abriendo una alternativa de fácil copia y con poca inversión para cualquier habitante en la zona. La proliferación de plantas purificadoras de baja calidad es un ejemplo preciso de este argumento.
https://www.who.int/features/qa/87/es/
https://www.vix.com/es/imj/salud/5406/los-10-alimentos-mas-contaminados-por-pesticidas
https://mercadopuntoverde.com/10-razones-para-consumir-productos-organicos-y-naturales/
La importancia de establecer industrias viables con miras al mercado nacional e internacional por fases, genera ingresos a la región donde se ubican estas empresas, desarrollando a su alrededor actividades antes no existentes como transporte de carga, institucionalización de productoras de insumos, creación de nuevas empresas abastecedoras tanto de materia prima como de servicios. Impulsa, a su vez a otros establecimientos que ofertan productos y servicios a legalizar sus actividades de negocios.
Antecedentes.
La agricultura a gran escala y su uso obligado de pesticidas y herbicidas ha generado múltiples dudas respecto a sus efectos para la salud y el medio ambiente. Se está fomentando el consumo de alimentos naturales, sin aplicación química en su producción. Internet representa para la sociedad una herramienta informativa donde descubrir y conocer temas particulares de interés, creando una nueva tendencia que contrarresta la vía tradicional publicitaria; la televisión.
http://alianzasalud.org.mx/2013/10/las-bebidas-azucaradas-y-los-riesgos-a-la-salud/
http://www.doctoragourmet.co/consejos/bebidas-azucaradas-por-que-nos-hacen-dano
http://www.insp.mx/epppo/blog/3756-efectos-nocivos-bebidas-azucaradas.html
http://npic.orst.edu/health/humhealth.es.html
https://www.cdpr.ca.gov/docs/dept/comguide/spanish/efectos_sp.pdf
https://www.who.int/features/qa/87/es/
La generación de empleo, desarrollo legal y ordenado de los entornos empresariales brinda estabilidad socio-económica regional, beneficia el reflejo del PIB, diversifica las alternativas de ingresos a sus habitantes y causa impuestos para continuar el ciclo de progreso y bienestar que implican actividades empresariales solidas, responsables y con criterio de cuidado al medio ambiente.
Los procedimientos y equipos de purificación de agua que se instalan y operan en Yucatán NO permite la obtención de un producto de ALTA CALIDAD, incrementando la inoculación contaminante expansiva en su mecanismo debido a la orientación del rechazo hacia las fosas sépticas.
Entendiendo que la calidad del agua y buen sabor depende tanto de la inocuidad para el consumidor al igual que su suavidad debido al bajo numero de partículas de minerales disueltos, sodio y carencia total de agentes contaminantes orgánicos e inorgánicos.
El agua subterránea de esta particular zona de México presenta una gran dureza por dilución de calcio, potasio, magnesio, sodio.
Eventualmente la geología y posicionamiento geográfico, adicionalmente la ausencia de sistemas montañosos provoca gran acumulación de estos componentes disueltos, dificultando en gran medida la viabilidad de procesar agua por debajo de 100PPM aplicando los procedimientos estándar de los diferentes sistemas de purificación existentes, causando no sea factible mantener por tiempo prolongado operativo plantas con producción de agua baja en sales y minerales por saturación de membranas, imposibilitando la actividad sea rentable para el empresario, si se pretende mantener un patrón cualitativo en el producto; suscitando la población del Estado consuma agua con muy bajos estándares de calidad lo que a la larga, genera potencialmente problemas de salud publica.
Estimamos fundamental entonces observar los factores que afectan el proceso y encontrar mecanismos adicionales de tal forma los costos y deterioro de los equipos no represente imposibilidad financiera y sea factible obtener utilidades económicas, al igual que mantener una producción cualitativa por largos periodos de tiempo, evitando contaminar la fuente.
Considerando la característica del agua subterránea sobre la zona costera de Yucatán, donde se perforaron dos pozos separados 20 metros entre si con una profundidad de entre 15 y 20 metros, se aplicó sistema venturi en los tubos de 4 pulgadas con la finalidad de succionar el agua utilizando la misma tierra y grava natural como filtrante inicial simultáneamente evitando absorber y/o elevar el manto freático salado con mayor cantidad de minerales disueltos. La extracción se realiza con bombas externas de 1,5hp canalizando mediante tubos de pvc de 1 pulgada, cubierto con pintura o impermeabilizante oscuro, para controlar el crecimiento interno de verdín.
Hemos logrado CREAR un novedoso procedimiento en el proceso y purificación de agua de FUENTES MUY DURAS, tal cual es la característica de los flujos subterráneos en la zona costera peninsular. Pretendiendo en su aplicación el retorno de aguas limpias al mismo subsuelo, ayudando a mantener el nivel salino lo más bajo posible; lo que representa técnicamente un mejoramiento freático aparentemente.
Iniciamos en 2012 la investigación y pruebas tendientes a lograr aprovechar adecuadamente la abundancia de agua subterránea en la zona costera peninsular, aún conociendo la extrema dureza y salinidad de la misma y la inexistencia de la tecnología apropiada para este objetivo. Por lo que nos vimos en la necesidad de inventar maquinaria y aplicar procedimientos en el proceso estándar, de tal forma y condición que se efectuara retorno a la fuente (manto freatico) agua más limpia en rechazo de la ósmosis, retrolavado de filtros y regeneración de resina, construyendo un receptor natural estratégico que sirviera como filtrante permanente, alimentando el subsuelo con agua limpia, para con el paso del tiempo ir verificando si los pozos presentaban mejoramiento en la calidad de sus aguas y las tierras cercanas circundantes mostraban mayor fertilidad o algún deterioro.
Obviando la posible producción con esta materia prima (agua dulce) de bebidas saludables envasadas; lo logrado origina agua de una calidad excepcional, superando la calidad de las marcas corporativas en la población de Dzilam de Bravo.
Se presenta entonces una coyuntura; que en nuestra opinión, es probable factor agente generador eventual en proliferación de enfermedades en masa en esta región durante determinados periodos de tiempo cada año, ocasionando mayor costo administrativo por parte de los Ayuntamientos, Gobierno Estatal y Federal. Destacando también las afectaciones a la capacidad productiva laboral de la región.
https://www.elcomercio.com/opinion/opinion-columnistas-fernandosacoto-salud-productividad.html
https://www.elnuevodiario.com.ni/suplementos/ellas/440001-calor-puede-proliferar-bacterias/
Las características geológicas, topográficas y geográficas especificas de la Península de Yucatán, determinan en manera fundamental las condiciones y tipo de aguas que circulan por su sistema hidrográfico subterráneo. Que sepamos, no existe en el planeta una situación semejante. Pero, a su vez, crea de manera natural una esponja de piedra caliza geológica de tal forma que, si se soluciona y se adapta la tecnología existente en el mecanismo de extracción, dirección, almacenaje y procesos de desalinización, potabilización y purificación; se podrá explotar de forma responsable, ecológica y eficiente esta enorme riqueza acuífera, para el bienestar de la población en general y provocar una fuente económica importante, con posibilidades de expansión en derivados. (Industria refresquera, agricultura, ganadería, turismo, hielo, agua purificada, etc)
Entonces; es prioritario contar con abastecimiento de agua de calidad si se pretende el desarrollo de cualquier sector económico. Pero; en el caso especifico de Yucatán, se requiere de una explotación diferente a cualquier otro lugar del mundo y además, con criterio sustentable, debido a la delicadeza de su ecosistema.
https://www.puntomedio.mx/falta-de-vision-origen-del-dano-al-manto-freatico/
https://sites.google.com/site/geohidrologia1234/Inicio/ciclo-v
https://expansion.mx/opinion/2011/11/30/infraestructura-pilar-del-desarrollo
Extracción (Yucatán es diferente)
Nuestros experimentos en este sentido, a saber; la extracción de agua mediante la perforación de pozos a menos de 20 metros de profundidad en el puerto de Dzilam de Bravo a poco más de 200 metros de distancia del Océano Atlántico, concluyeron con un alto indice de salinidad obviamente y abundancia de calcio, magnesio, potasio; obligándonos a estudiar alternativas en el procedimiento de tal forma disminuyéramos los altos niveles minerales disueltos en el agua desde esta primera etapa, para lograr un complemento favorable en el proceso completo.
Obtuvimos mediante un simple mecanismo resultados positivos. Aplicando un lógico principio basado en la característica primordial del agua pesada, es decir; si mezclamos agua desmineralizada o purificada con agua sin este proceso, observamos el fenómeno de separación gravitatoria en estado de reposo. Por este principio físico de los líquidos, ideamos la forma de extraer la parte superior dentro del pozo, de tal forma no afecte la parte inferior. El efecto Venturi nos da la respuesta; disminuyendo los niveles de sodio y calcio entre un 20 y 30%, variando en paralelo a las estaciones de la luna, dirección de los vientos y nivel pluvial.
Aplicando este concepto, se obtiene en la extracción agua más ligera y con menor contenido de sodio que de la forma tradicional en Yucatán. Puede ser usado en el resto de la península con iguales ventajas. Como evidencia adicional al fenómeno de la separación por gravedad del agua, durante el proceso de purificación, el resultado del producto (ósmosis) va aumentando su cantidad y disminuye el rechazo en proporción directa a la disminución del marcaje de partículas contenidas en el test TDS.
https://es.wikipedia.org/wiki/Total_de_s%C3%B3lidos_disueltos
Potabilización.
Los niveles de humedad y calor, determinan indudablemente el grado potencial en el desarrollo de patógenos transmisibles para el ser humano. Es indicio claro las epidemias de enfermedades oculares y gastrointestinales representativo en el Estado; conjuntivitis, dengue, infecciones a la garganta, infecciones respiratorias.
El mecanismo de los sistemas de purificación de agua estándar, fueron pensados, diseñados y construidos para agua potabilizada previamente; generalmente proveniente de los sistemas de acueducto de las grandes ciudades como Puebla, Guadalajara, Monterrey o Ciudad de México, como algunos ejemplos; donde las condiciones geográficas y geológicas permiten establecer una gigantesca infraestructura por parte de las para-estatales proveedoras (acueducto). Recordemos que en el interior del continente, la gran cadena montañosa funge como principal filtrante y nacimiento de ríos que permiten obtener agua cuyas características son, en mucho, diferentes a Yucatán.
Para este efecto, nos enfrentamos a la necesidad de ensamblar un mecanismo de potabilización, que nos brindara la certeza de almacenar agua totalmente carente de bacterias de todo tipo.
https://www.agualimpia.mx/blogs/news/bacterias-en-el-agua-y-sus-efectos-en-la-salud-de-las-personas-enfermedades-propagadas-por-el-agua
https://www.lenntech.es/procesos/desinfeccion/necesidad/necesidad-desinfeccion-agua.htm
Observamos la arena silica no era suficiente filtrante de material vegetal (algas) ni operaba como absorbente de minerales; tampoco disminuía el nivel de sodio y demás minerales al utilizarlo como material filtrante.
Por lo tanto realizamos investigaciones en ese sentido, hasta encontrar la solución:
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Identificación del Producto: • Nombre Común: Arcilla, Aluminosilicato de Calcio Hidratado (Activado) • Variedad: Clinoptilolita • Nombre Comercial: HIDRABYTE© • Procedencia: México HIDRABYTE© es una molécula NATURAL BIODEGRADABLE dentro de las familias de los aluminosilicatos con una estructura cristalina en forma de tetraedros que tienen la habilidad de intercambiar iones. Dichos tetraedros constituyen una red tridimensional de jaulas que le confieren un tamaño de poro específico. Estos micro poros aportan a ZeoByte la capacidad de absorber sustancias y gases específicos. Esta estructura de la molécula Clinoptilolita que se asemeja a una jaula, consiste en tetraedros de SiO4 y AlO4 unidos por átomos de oxígeno compartidos. Las cargas negativas de las unidades de AlO4 se equilibran con la presencia de cationes intercambiables, notablemente calcio, magnesio, sodio, potasio y hierro. Estos iones pueden ser desplazados por otras sustancias, por ejemplo metales pesados e iones de amoniaco. Este fenómeno se le conoce como intercambio catiónico, y es esta capacidad de la Clinoptilolita lo que le da las útiles propiedades. Actualmente se conocen unas cincuenta Clinoptilolitas naturales y más de ciento cincuenta se sintetizan para aplicaciones específicas como en la fabricación de detergentes o procesos catalíticos industriales. Zeobyte es una clinoptilolita natural formada por la desvitrificación de ceniza volcánica en lagos o aguas marinas hace millones de años. Esta clase de Aluminosilicato es el más estudiado y considerado el de mayor utilidad.
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La clinoptilolita es adsorbente de ciertos gases, como el sulfito de hidrógeno y el dióxido de azufre. Debido al origen natural, la composición precisa de la clinoptilolita está sujeta a variación. Sin embargo podemos darle la fórmula empírica de: (CaK2Na2 Mg)4(Al8Si28O72 )-24H2O Como es lógico existen yacimientos de clinoptilolita en diferentes partes del mundo, pero nosotros explotamos clinoptilolita de una sola mina. Este yacimiento es de una gran pureza, Totalmente libre de plomo, cuarzos así como tampoco mármol, lo cual no es el caso para muchos otros de los yacimientos encontrados en México y otras partes de América. La roca se selecciona cuidadosamente, se troza, muele o incluso se puede micronizar, dependiendo de los casos. Para ciertos usos específicos se le debe de pasar por una serie de tratamientos térmicos especializados y posteriormente se embala a pedido del cliente.
Podemos garantizarle al cliente mínima diferencia entre los lotes de producto terminado debido a que toda la clinoptilolita se extrae de la misma mina. • Aplicaciones Generales: Las aplicaciones de la clinoptilolita son extremadamente diversas algunos ejemplos son: Tratamiento de aguas residuales. Potabilización de agua. Filtración de agua de piscinas. La composición de la Clinoptilolita es básicamente aluminio y silicato cálcico hidratado.
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Composición, información sobre ingredientes - Características Físicas y Químicas • Formula Teórica:(CaK2Na2 Mg)4(Al8Si28O72 )-24H2O • Número CAS: 12173-10-3 • Humedad: un 7% en su estado natural • PH: 8,1 • Porosidad o tamaño de poro: 2,45 – 5,25 Ångströms • Capacidad de Intercambio Iónico: CIIE 2,2 (meq/g) (mili equivalentes por gramo) • Conductividad Eléctrica: 2,23 mS/cm • Retención de Agua: Hasta el 50% de su peso, cuando es deshidratado • Absorción de Aceites: 85 ml / 100 g (Varia de acuerdo a la viscosidad del Fluido) • Tonos de Color: blanco ostión • Punto de Fusión: 1600 °C • Olor: Inodoro • Densidad, peso volumétrico real: 0.7 Kg./dm3 • Tamaño: 1.5 – 1.9 mm • Dureza: (3) Escala de Mohs • Granulometría: de acuerdo a la aplicación.
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ANÁLISIS QUÍMICO SiO2 65.4% Al2O3 12.5% CaO 1.93% MgO 0.68% K20 1.55% Na2O 0.52% Fe203 1.50%
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Identificación de peligros Datos causados por fuego o explosión • Punto de encendido: N/A • Explosión y fuego inusual: Ninguno • Medida de Extinción: N/A.
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Datos de reactividad • Incompatibilidad: Ninguna • Estabilidad en agua: Estable • Polimerización Peligrosa: No ocurre • Descomposición Peligrosa: Ninguna • Condiciones a evitar No disponible.
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Medidas de control • Protección respiratoria: Mascarilla • Ventilación: Ninguna • Protección ocular: Gafas protectoras • Guantes de protección: ninguna • Ropa de protección: ninguna • Envasado Estándar: según requerimiento.
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Primeros auxilios y seguridad en la manipulación y usos: • Ingesta: Provocar Vomito (si es en grandes cantidades lo ingerido, No es Tóxico) • Contacto con la piel : Ninguno • Contacto con los ojos: Lavarse los ojos con agua • Inhalación: Llevar a la persona a tomar aire fresco.
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Consideraciones con el ambiente: • Contaminante de aves acuáticas: Ninguno • Contaminante acuático: Ninguno • Concentración potencial cadena alimenticia: Ninguno • Demanda bioquímica de oxigeno: Ninguno • Contenido atmosférico: Ninguno . Consideraciones para su manejo y almacenamiento • Almacénese bajo techo en lugar muy seco. Otras precauciones. • Ninguno. Información reglamentaria. • Producto etiquetado. Otra información: • Riesgo de inflamabilidad: ninguno • Riesgo a la salud: ninguno • Reactividad: 0 • Riesgos especiales:0
Decidimos armar un filtro de 1 pié cubico tipo mixto, en las siguientes proporciones: ¼ grava, para control del filtrante en procesos de retrolavado. ¼ arena silica. ¼ hydrabite. ¼ carbón activado. El objetivo es realizar un proceso de filtraje riguroso y absorción de posibles contaminantes oleaginosos en su primera etapa (pesticidas, germicidas, herbicidas). Continuamos su posterior ablandamiento con resina cationica de alto rendimiento en el subsiguiente filtro de 3 pies cúbicos. Para al final de esa parte de la linea de conducción en tubería pvc cubierto con impermeabilizante oscuro (control de verdín), instalar un tanque inyector de paso de pastillas de tricloro de 3 pulgadas y 1 kilogramo de sanitizante; para almacenaje del agua en la parte superior externa del galpón.
El resultado es agua potable en un alto grado, con niveles de salinidad muy bajos y sin contención de químicos, patógenos bacterianos o vegetales.
La combinación de filtrantes silicos con carbón activado en el proceso de potabilización, nos otorga la certeza de agua limpia de sólidos e impurezas. La clinoptilolita además de su mayor volumen adsorvente, realiza intercambio cationico, resultando agua de color azul, indicativo de limpieza respecto a impurezas. El carbón activado, absorbe químicos disueltos, incluido oleaginosos o tóxicos posibles.
Pasamos al ablandador de Resina Cationica. Recibe agua totalmente limpia para realizar su intercambio con el sodio y disolviendo a nivel molecular algunos componentes disueltos. Hemos dado seguimiento para determinar el tiempo correcto de regeneración, concluyendo que el retrolavado del filtro mixto se debe realizar de forma simultanea a esta. Considerando el volumen de litros requeridos, se resolvió la formula basados en el siguiente análisis de dureza.
Dureza del agua cruda antes del ablandador: 1850PPMx10; estimando una necesidad de extraer entre 10000 y 12000 litros por día, para obtener +/-5000 litros de agua purificada, regresando a la fuente (el subsuelo) entre +/-5000 y 6000 litros limpios y con menor nivel en contenido mineral y sódico.
Al realizar la regeneración marca el agua cruda 960PPM. Nivel que se incrementa cada 2000 litros en un margen entre 200 y 400PPM. De tal forma, definimos que el tiempo adecuado para la regeneración utilizando la salmuera es cada 3 días inclusive. Almacenando tanto en los tinacos superiores como en el del interior de la planta (5000 litros) durante esos 3 días 10,200 litros de extracción por una cantidad de agua semejante de retorno o recuperación al manto freatico en mejores condiciones a las extraídas en un principio , con una cantidad de agua procesada de 14000 litros, alcanzando cero desperdicio o contaminación durante el proceso completo; por el contrario, se mejora la calidad del agua de la fuente.
El complemento extracción venturi con filtro mixto y ablandador resina, aplicando de forma automática sanitizante para su almacenaje, resulta en agua apta para el siguiente paso del procedimiento correcto por el tipo de agua en el Estado de Yucatan; logrando fabulosos resultados en cuanto a rendimiento en la ultima etapa (purificación) en proporción al consumo de energía, llegando incluso en comparativo a estar a niveles inferiores en este sentido (consumo energético) al proceso estándar, lo que se refleja en el costo general del producto final.
Se incrementa la capacidad y calidad productiva reciclando el agua de enjuague de garrafones, debido al método de lavado de los mismos.
Desalinización.
La península en general, y el Estado de Yucatán en particular, presenta tres presiones marinas que afectan la salinidad y características de su riqueza acuífera; el golfo de México por el oeste, el océano atlántico por el norte y el mar caribe por el este, aplican una enorme presión, venciendo la ejercida en contra por la península. Entendiendo que la ausencia de sistema montañoso y ríos, sumado a su composición geológica mayoritariamente en material calizo, ocasiona un alto contenido sódico y de calcio. Por lo tanto es fundamental incluir un tratamiento previo dentro de los procesos.
Se evidencia en la generación de sarro dentro de las tuberías, y el rápido deterioro en las fachadas residenciales y edificaciones. Para ello, sin embargo, se utiliza la misma piedra caliza como material de construcción, sobre todo en la cimentación y parte baja, enfrentando eficazmente la circunstancia en lo referente a materiales de construcción.
El agua, entonces requiere necesariamente todo un proceso diferente, si se desea obtener un producto de calidad y saludable para la población.
Dzilam de Bravo, contiene una de las muy pocas vías subterráneas de liberación de esas presiones marinas, ayudando levemente a limpiar de contaminantes al menos esas líneas de salida al mar y sus zonas circundantes desde su origen de presión; pensamos proviene de la zona montañosa de Chiapas, Oaxaca, Veracruz o/y de los Montes Maya en Belice.
Pero, esta propuesta técnica es repetible en cualquier población y/o zona de la franja costera del Estado.
Es importante mencionar que el Estado de Tabasco, presenta un desnivel geológico de altura inferior al peninsular, lo que hace mas delicado aun el contexto y de conservación ecológica en todo lo referente a industria, agricultura y ganadería para Yucatán respecto a la riqueza acuífera subterránea.
Diseñada y ensamblada de forma estándar por las empresas que provienen del interior de México para aguas previamente tratadas, las ósmosis inversas estándar sufre alto desgaste y deterioro en sus membranas en Yucatán. En el 2012 realizamos el primer experimento en practica, encontrando este radical problema; impidiendo el desarrollo de esta actividad productiva fuera rentable y permanente, debido al alto costo que el cambio de este fundamental elemento dentro del proceso significa.
Era entonces necesario atender el dilema, para poder continuar con nuestra investigación e intención. En el 2015, a nuestro regreso a Yucatán, teníamos varias ideas al respecto. Luego de dos intentos fallidos, encontramos la solución definitiva.
Para lograr las membranas no sufrieran deterioro, además de realizar un tratamiento previo de potabilización; para efectos de costos productivos, era necesario disminuir el rubro mantenimiento; dentro del cual el lavado de membranas y su reemplazo es factor determinante. Así que necesitamos incrementar la productividad para efectos de disminuir el costo en un transcurso de ciclo (tiempo) determinado. La ley de Pascal nos ofreció la solución a este planteamiento: “La presión ejercida sobre la superficie libre de un líquido confinado dentro de un recipiente se transmite con la misma intensidad a todo el fluido”. Logrando las membranas en su rechazo adjuntara mayor cantidad de minerales y por lo cual la cantidad de producto se incremento de forma proporcional, expulsando mayor cantidad de partículas disueltas, evitando su saturación.
Cambiamos a bombas de mayor potencia; en la ósmosis una de alto rendimiento, la otra de mayor caballaje en recepción del tinaco de agua blanda impulsora dentro de los filtros y el ablandador dentro de la planta, obteniendo ahora 210 psi en presión de salida, controlando la de entrada con el regulador de paso, de manera podemos manipular más o menos la cantidad de minerales que deseemos permanezcan en el agua producto. Las membranas en su rechazo, mantienen un nivel de saturación que prolonga su vida útil además de alargar considerablemente en tiempo de operación la necesidad de lavado en laboratorio de las mismas. También aumentamos velocidad del agua y permanencia dentro de las membranas disminuyendo el caudal en producto y rechazo, favoreciendo la disminución en la impregnación.
Independizamos mediante llaves de bola el ingreso y salidas de agua a cada membrana e instalamos cuatro membranas desalinizadoras adicionales en la parte baja del mueble de la ósmosis, aprovechando la mayor potencia en HP de las bombas de proceso.
MEMBRANAS PARA AGUA DE MAR 4.0" x 40"
Las membranas FILMTEC ™ elementos de ósmosis inversa de agua de mar ofrecen alta productividad, manteniendo excelente rechazo de sal. Las membrana SW30 tiene una de las tasas más altas de flujo disponibles para satisfacer las demandas de agua de ambas desaladoras entorno marino y terrestre.
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Marca:DOW FILMTEC™
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Serie:SW30
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Tamaño:4.0" x 40"
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Producto:SW30-4040
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Caudal de permeado:1,950 (7.4) gpd (m 3 / d)
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Sal estabilizada Rechazo:> 99.4 (%)
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Necesario ante esta coyuntura técnica, es entonces almacenar dentro y fuera del galpón el agua potabilizada y desalinizada con un rango entre 350 y 420PPM. De nuevo el factor consumo de energía nos llevó a Pascal. Requerimos inyectar el agua desalinizada al tinaco proveedor de planta (5000 litros) sin costo energético.
Esta inyección debe ser constante, para lograr una mezcla lo mas homogénea posible desde el inicio del proceso de purificación con ósmosis, con la finalidad de obtener un rango no muy amplio en el producto final. El sabor de un producto debe ser igual para el consumidor cada vez, de allí la importancia de estandarizar el nuevo método y encontrar una forma de lograrlo.
https://es.wikipedia.org/wiki/Purificaci%C3%B3n_de_agua_potable
Inyectores por gravedad.
El principio de vasos comunicantes nos ofrece la solución en la inyección de agua potabilizada y desalinizada al tinaco de agua blanda dentro de la planta, previo nuevo filtraje adicional en micras durante la caída desde los tinacos superior a este sin consumo energético.
Como dato favorable a esta nueva técnica; el agua desalinizada es idónea para usarla en la agricultura hidroponica, debido a su contenido en minerales como potasio, magnesio, hierro, calcio; por lo que es fundamental realizar separación para su uso en esta actividad.
De cualquier modo es necesario aplicar al agua de rotación del sistema en hidroponía con los nutrientes necesarios para cada tipo de cultivo y/o vegetal que se pretenda, pero en menor cantidad, lo que disminuye costos. Esta agua desalinizada reforzada con nutrientes, se retornará a la fuente luego de su uso en mejor estado que la extraída, siendo parte de todo el esquema retro-alimentador del manto freatico (concepto ecologico).
Requerimos mayor altura en los contenedores de esta agua desalinizada, de manera que los contenedores apilables fueron la solución. Obteniendo una presión de inyección mas o menos estable para su mezcla con agua potable.
El tiempo de la desalinización para 5000 litros es de 4h15m. Entonces necesitamos almacenar el agua purificada durante al menos 24 horas antes de su envasado, de tal forma no exista posibilidad de contaminante ni creación de bacterias vegetales. Para lo cual aplicamos gas ozono.
El gas ozono se puede producir artificialmente mediante un generador de ozono. Tiene uso industrial como precursor en la síntesis de algunos compuestos orgánicos, pero principalmente como desinfectante depurador y purificador de aguas minerales. Su principal propiedad es la de ser un fuerte oxidante.
Las principales ventajas que aporta el ozono para su uso en aguas son:
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Elimina los olores y sabores del agua.
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No deja residuos.
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Es compatible con otros tratamientos.
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No afecta al pH.
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No colorea el agua.
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De las fundamentales cualidades al usarse la conversión del ozono en oxígeno es ningún residuo químico perjudicial en el agua. Notamos una gran disminución en el desgaste de bombas, durabilidad de membranas, necesidad de retrolavado a filtro mixto interior, filtro de carbón activado y durabilidad de resina.
Por lo que el gasto energético de la desalinización se amortiza en un 40% con este procedimiento. El porcentaje restante lo optimizamos cambiando otros mecanismos hasta establecer una formula definitiva al menos igual al estándar respecto al insumo (electricidad)
Ahora comenzamos la desalinización mediante el encendido de la ósmosis inversa, asegurándonos las llaves de las membranas para ese objetivo se encuentren abiertas, y las de purificación cerradas.
Ósmosis Inversa.
Tecnología de purificación de agua que utiliza una membrana semipermeable para eliminar iones, moléculas y partículas más grandes en el agua potable. Se aplica una presión para vencer la presión osmótica, que es una propiedad coligativa producida por diferencias de potencial químico del solvente, un parámetro termodinámico. Elimina muchos tipos de elementos suspendidos en el agua, incluyendo bacterias, y es utilizada tanto en procesos industriales como para la producción de agua potable. El resultado es que la disolución es retenida del lado presurizado de la membrana y el solvente puro puede pasar al otro lado. Para lograr la selectividad esta membrana no debe dejar pasar iones o moléculas grandes a través de sus poros (o agujeros), pero debe dejar pasar libremente componentes más pequeños de la solución (como las moléculas solventes).
En el proceso normal de ósmosis, el solvente se mueve naturalmente de un área de baja concentración de la disolución (alto potencial hídrico), a través de una membrana, hacia un área de alta concentración de la disolución (bajo potencial hídrico). La fuerza que ocasiona el movimiento del solvente es la reducción en la energía libre del sistema cuando la diferencia en la concentración del solvente en cualquiera de los lados de una membrana es reducido, generando presión osmótica debido a que el solvente se mueve a la solución más concentrada. La ósmosis inversa es la aplicación de una presión externa para invertir el flujo natural del solvente. El proceso es similar a otras aplicaciones de tecnología con membranas. Sin embargo, hay diferencias claves entre ósmosis inversa y filtrado.
El mecanismo de extracción predominante en la filtración por membrana es la exclusión por tamaño, por los que el proceso teóricamente puede conseguir siempre una eficacia perfecta independientemente de la presión y la concentración. La ósmosis inversa aplica difusión, haciendo que el proceso dependa de la presión, el índice de flujo y otras condiciones.
Si se aplica una presión en el lado de la solución concentrada, se conseguirá reducir su flujo en la membrana; pero si se incrementa dicha presión, el flujo de agua se remitirá. A este proceso se le denomina presión osmótica. Si se aplica más presión de lo esperada por la presión osmótica el agua pasará a una solución todavía menos concentrada. De esta forma, conseguirá atravesar la membrana al ser más diluida, es decir, con menor contenido solido molecular.
Recordemos que el principio de aumento de velocidad por variación en diámetro de salida de producto y rechazo e incremento de presión por bomba grado alimenticio de mayor poder, aplica también para esta parte fundamental del proceso. Así que, luego de haber almacenado 6000 litros potabilizados y desalinizados en los contenedores apilables de 1000 litros c/u, estamos listos para la regeneración de la resina cationica, preparando todo el sistema para la etapa de purificación.
Contamos ahora con agua potabilizada, desalinizada y blanda para realizar la mezcla, tambien para usarla en el cultivo de hidroponía.
Regeneración de Resina Cationica ablandadora.
Un ablandador o suavizador de agua es un equipo que tiene como función disminuir o eliminar la dureza en el agua. La dureza es la suma del calcio y magnesio disuelto, contenido en el agua. Como las sales de calcio y magnesio son nuestro principal causante de saturación en membranas, basta intercambiar el calcio y magnesio por otros elementos mas fáciles de absorber por el filtraje.
Para ello instalamos dos filtros en la linea posterior al ablandador, con el objetivo de que el filtro de micras absorba por su paso presurizado del agua las sales, y el carbón activado optimice al sabor y continué su función de absorción de posibles químicos.
Un suavizador lo conforman; un tanque de polietileno recubierto con fibra de vidrio para que soporte alta presión, resina de intercambio catiónico, una válvula electrónica automática o manual que se encarga de regenerar la resina cuando se agota y un tanque plástico al que se le agrega sal industrial y dónde se elabora la salmuera que se emplea para la regeneración.
Aunque el ejercicio y mantenimiento de estos equipos es simple, no hay que menospreciar la inversión en ellos y se costo operativo. De allí la importancia de incrementar la productividad en el proceso como amortizador.
Correspondiente o no a la cantidad de agua purificada que deseemos obtener, sugerimos instalar dos equipos ablandadores de 3 pies cúbicos de resina cationica de alto rendimiento. Uno exterior para potabilización y el de planta para purificación y desalinización. Esta herramienta es fundamental para obtener agua de calidad en todas las plantas purificadoras del Estado de Yucatán, nos referimos a la adicional externa, para cumplir el proceso de potabilización de forma adecuada.
Hay que considerar que un suavizador no purifica, no elimina color, olor, ni sabor en el agua, la herramienta que utilizamos para eliminar color es la clinoptilolita, arena silica y grava, para el olor y el sabor el filtro de carbón activado (tanto en la potabilización ¼ de pie cubico) como en la purificación (2 pies cúbicos). Con este tratamiento previo podemos tener la certeza de que al ablandador ingresa agua apta para su posterior aplicación de ósmosis inversa en el proceso de purificación.
Los suavizadores utilizan una resina catiónica, previamente cargada con sodio para intercambiar por calcio, magnesio y otros cationes. La resina es un medio granular con esferas sintéticas de entre 0.3 y 1.2 mm de diámetro. Se cargan con sodio utilizando cloruro de sodio, que es la sal de mar en piedra, que al disolverse en agua se ioniza (se separa) en el anión cloruro Cl–y el catión sodio Na+. Como esta resina tiene carga negativa, atrae al sodio que es positivo.
Se regenera con salmuera porque el sodio es un catión con un bajo peso molecular, la resina prefiere los cationes con peso molecular mayor, y es así como se da el intercambio, la resina suelta el sodio y toma un átomo de mayor peso molecular.
Si queremos ahondar un poco más en este tema, debemos saber que el sodio tiene valencia +1, quiere decir que tiene una carga positiva, el calcio y el magnesio tienen valencia +2, es decir dos cargas positivas; por lo tanto, por cada calcio o magnesio que retenga la resina, esta soltará dos sodios.
Por otro lado, el sodio tiene peso molecular 23, el calcio 40 y el magnesio 24.3. Si retenemos un átomo con peso molecular 40 (calcio por ejemplo), y soltamos dos sodios 23 * 2 = 46, la corriente de salida del suavizador una vez que se haya dado el intercambio, tendrá más masa: dos sodios de peso molecular 46 por cada calcio de peso molecular 40 retenido, por lo tanto, los sólidos disueltos no disminuirán en un agua suavizada.
En algún momento, la resina se irá quedando con menos sodio para intercambiar hasta que en un punto, el suavizador comienza a fugar dureza. Ahí, la resina se habrá agotado y será necesario regenerar nuestra cama de resina.
Para regenerar nuestra resina, se inunda con salmuera (la salmuera no es más que agua saturada de sal) y se hace pasar meidante presión por la cama de resina, cuidando que la concentración esté alrededor de 10%. Habrá que respetar las condiciones de velocidad y volumen que la resina necesita para hacer regeneración eficiente. Se controla, en nuestro caso de forma manual con una válvula, pues al realizar desalinización con la misma ósmosis, no es posible determinar un tiempo especifico para la regeneración.
Proyectamos instalar válvulas automáticas en el filtro de arena silica e hydrabite y el de carbón activado de la planta para el retrolavado, para omitir una maniobra en el proceso por parte del operador. Entendiendo que la automatización en procesos disminuye el margen de errores posibles.
Luego de verificar la regeneración ha sido adecuada, mediante el test de dureza, procedemos a purificar; habiendo realizado el proceso de extracción correcto con el sistema venturi, potabilización externa con el aplicador de tricloro, primer filtraje de sólidos y químicos y primer ablandamiento para su almacenaje en el segundo nivel de la planta, filtrado, desalinizado y almacenado agua entre 350 y 420PPM en planta.
Marca: Hach
Medidor de dureza como CaCO3 (1 gpg = 17,1 mg / L)
Reactivo en gotero / EDTA en polvo
Rango : 1-30 gpg
Número de pruebas Aprox. 100
Instrucciones de Uso
1. Llenar el tubo de ensayo (No. de Cat. 438-00) hasta el borde con la muestra.
2. Verter muestra en una botella de mezclar (No. de Cat. 49-06)
3. Agregar una cuchara rasa (No. de Cat. 511-00) de
reactivo para dureza UniVer 3 (No. de Cat. 231-20)
4. Agregar la Solución Tituladora Hardness 3 (No. de Cat. 426-32) a la botella de mezclar, gota a gota, a tiempo que revuelve circularmente. Cuando el color de la muestra cambia de rosado a azul, anote el número de gotas que se han agregado.
Nota:Si aparece el color azul con una sola gota de titulador, entonces la dureza total es < 1 grano (grain) por galón. Número de gotas = Dureza Total de la muestra en granos (grains) por galón como CaCO3.
En nuestro caso el nivel de dureza por galón es: Ablandador externo (potabilización) 4 gotas. Este nivel disminuye de forma rápida hasta estabilizarse luego de 2000 litros de extracción en 20 gotas. Ablandador de planta 3 gotas, nivel que se mantiene durante todo el proceso hasta 1500 litros de desalinización cuando sube a 10 gotas, problemática que solucionamos con la inyección de agua desalinizada y recuperación de agua de enjuague de garrafones..
Purificación.
Contamos ahora con agua potable y blanda en el tinaco grado alimenticio, 5000 litros y agua desalinizada en los contenedores apilables 4000 litros. Hemos realizado la regeneración de la resina y los filtros de hydrabite /arena silica y de carbón activado han pasado por retrolavado a presión.
Encendemos la ósmosis inversa, verificando las llaves de las membranas de purificación están abiertas y las desalinizadoras cerradas. Abrimos las llaves de los inyectores para iniciar la mezcla y procedemos a realizar test en tinaco mixto de 450 litros, para determinar el momento para permitir el paso del agua producto al tinaco de 2500 litros. Realizamos esto cuando el TDS marca 033PPM. Que es el promedio de la calidad y pureza del agua corporativas.
Los inyectores van realizando la mezcla por gravedad y nivelación de altura; luego de 500 litros de proceso, la pureza comienza a surgir en las siguientes proporciones: 600 litros de producto 25PPM, 800 litros 23PPM, 1000 litros 20PPM, 1500 litros 18PPM 2000 litros, 16PPM y disminuyendo a partir de entonces, y de acuerdo a la recuperación que hacemos del agua de enjuague de los garrafones, debido a nuestro particular proceso en el lavado, continúa disminuyendo hasta lograr calidad de pureza en producto por debajo de 009PPM en los últimos 500 litros.
Ahora, indudablemente el paso por ósmosis inversa causa disminución en el ph del agua, por lo que es opcional en el área de llenado inyectar por filtros alcalinizadores de presión, de manera se obtenga un ph superior a 7.5, brindando al consumidor agua de muy alta calidad tanto en su pureza como en alcalinidad. El nivel de alcalinidad hasta ahora es entre 6.8 y 7.2. Aspiramos instalar en la planta definitiva el equipo de filtraje alcalinizador, de moda obtengamos un nivel entre 8.0 y 9.5 PH. Este tipo de agua es de muy alta calidad y posee incluso cualidades curativas, según proclamaciones.
Este es el novedoso procedimiento que nos ha resultado adecuado a las características del agua subterránea en Dzilam de Bravo, Yucatan, respecto a calidad en el producto final y bajos costos operativos, logro de trabajo constante de bombas y no saturación de membranas por tiempo prolongado, simultáneamente ayudando a mantener el nivel freatico fuente procurando mejorarlo.
Suponemos esta es la razón de la baja calidad del agua que se consume en Yucatán; se están usando equipos no apropiados para el tipo de agua peninsular sin practicar un procedimiento correcto en el manejo de garrafones. Esencial es a nivel de costa hasta 50 kilómetros adentro de la península, desalinizar, que con las reformas técnicas a la ósmosis inversa estándar e incremento de potencia en las bombas respectivas, resulta muy simple y efectiva su adecuación.
Manejo de garrafones.
Un procedimiento sustancial es el manejo de garrafones. Los contenedores públicos (garrafones) pasan por muchas manos y son objeto de manipulación por parte de los operarios de las plantas purificadoras, vendedores, tiendas y finalmente consumidores.
Las intoxicaciones alimentarias más comunes son generadas por las bacterias y las enterotoxinas que estas producen. Sin ser la única fuente de contaminación, sí son las que más fácilmente pueden infectar y se reproducen de forma rápida y prolífica. El clima de Yucatán es un activante importante en la reproducción bacteriana y viral.
De allí la importancia respecto al tema de los garrafones, pueden ser factor infeccioso iniciándose una sucesión de proliferación viral que puede dar lugar a la inadecuación de estos para el consumo humano y/o transmisión de enfermedades que se conviertan en epidemias.
Las bacterias son muy pequeñas e invisibles al ojo humano, salvo cuando ya se convierten en colonias. No obstante, la presencia de bacterias no es en sí mismo un problema e incluso, en ocasiones, es beneficioso. Los problemas aparecen cuando su crecimiento es desproporcionado y nuestro organismo es incapaz de gestionar de una forma normal estas poblaciones.
En este punto entra en juego nuestro aparato inmunológico habiéndose producido un cuadro de enfermedad.
Como cualquier otro organismo vivo, las condiciones para su proliferación son las que más se adecúan a sus necesidades. Por ello, para una explosión demográfica de unas bacterias determinadas, se deben dar unas condiciones especialmente favorables.
En este sentido, las condiciones más importantes son las siguientes:
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Abundancia de nutrientes.
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Humedad de la que extraer el agua que necesitan.
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PH adecuado para favorecer su proceso de adquisición de nutrientes a través de la membrana bacteriana.
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Temperatura adecuada par su reproducción.
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Tiempo de exposición y proliferación.
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Estas condiciones se dan cuando se realiza una inadecuada manipulación de los garrafones, ya sea exponiéndolo al medio ambiente donde se contamina, dejándolo durante mucho tiempo sin las condiciones adecuadas de conservación, o realizando un equivocado proceso de lavado y desinfección, incluso hemos descubierto que eventualmente no es practicado este fundamental procedimiento(lavado) por parte de algunas plantas purificadoras.
Es en estos puntos críticos cuando las bacterias aprovechan para proliferar. Por ello, debemos ser especialmente cuidadosos para evitarlo. La mayoría de las bacterias se reproducen mediante la bipartición del propio organismo, dando lugar a dos ejemplares al dividirse el original. Esto puede parecer poca cosa, pero este proceso repetido puede generar una explosión exponencial de bacterias cuyo límite es el entorno de reproducción.
En cuanto a la aparición de enterotoxinas producidas por bacterias, cabe reseñar que, cuanto mayor es la población bacteriana, mayor es la producción de estas enterotoxinas y, por lo tanto, más incrementa la virulencia de las intoxicaciones por estos elementos.
Metodo erróneo.
El rango de temperatura para el desarrollo bacteriano oscila entre los 4 grados centigrados y los 60; pero, entre mayor sea la temperatura, el desarrollo o crecimiento poblacional bacteriano es más acelerado. Como sabemos la temperatura promedio de la zona costera peninsular es de 32 grados Celsius y con alta humedad.
Esto nos lleva a la lógica necesidad de aplicar un mecanismo diferente en el manejo de los contenedores de cualquier alimento, en nuestro caso garrafones de agua.
El tramite estándar es introducir al área de llenado el garrafon procedente del consumidor y realizar un lavado superficial exterior con la aplicación a presión de germicidas grado alimenticio en el interior. Generalmente estas áreas de llenado Y LAVADO están cerradas, con el irónico objetivo de evitar ingresen componentes contaminantes.
Al ingresar el garrafon a esta zona sin un INTENSO PREVIO LAVADO INTERIOR CON CEPILLO Y EXTERIOR usando detergentes antibacteriales o con contenido de cloro, se está hospedando el contaminante inconscientemente.
Este lavado y desinfección debe realizarse con detergentes grado alimenticio, reforzados con cloro antes de ingresarlos a plantas, asegurándose sean cepillados en su interior, responsabilizando al operario encargado su inspección al igual que la verificación por parte de quien llena al ingresar a planta, la parte exterior se lava con fibra metálica circular y el mismo detergente preparado desinfectante, para su posterior enjuague con agua potabilizada.
Se procederá entonces al enjuague con agua purificada a presión y gas ozono en el interior de la planta. De esta forma nos aseguramos reducir al máximo la posibilidad de alguna bacteria o impureza.
Igual proceso con las tapas. Recordemos que el agua es el mayor diluyente y sugerimos atender con atención este factor. El agua de este enjuague se recicla mediante filtro de micras, carbón activado y plata, inyectándose al tinaco de agua blanda, obteniendo un producto final de mejor calidad, aportando menor deterioro o saturación de membranas y simultáneamente, menor desperdicio de agua.
Se denomina desinfección a un proceso físico o químico que mata o inactiva agentes patógenos tales como bacterias, virus y protozoos impidiendo el crecimiento de microorganismos patógenos en fase vegetativa.
Por ello se aplican productos desinfectantes y se utilizan herramientas que facilitan la labor.
Por lo tanto es altamente aconsejable aplicar metodologías infalibles, asegurándonos los operarios y consumidores la realicen de forma subconsciente. Lo que buscamos es impedir un garrafon ingrese a planta si no proviene del carro transportador proveniente del área de lavado.
Con esto concluimos lo referente a extracción. desalinización, potabilización y purificación de agua de origen subterráneo, con el objetivo de aplicar un método conveniente utilizando la tecnología disponible y creando nueva acorde a las características geológicas en el Estado de Yucatán.
Consideramos se está presentando un deterioro cualitativo importante en la oferta de agua "purificada" en general, puesto que se da por cierto que cualquier persona, sin importar su nivel académico puede realizar esta actividad, cosa totalmente falsa en nuestra opinión. Entendemos que la libertad individual es política fundamental del Estado, pero, cuando esa libertad individual no se fundamenta en la responsabilidad, se genera una circunstancia que afecta no solo al consumidor, sino también ocasiona un rubro elevado gubernamental al atender las consecuencias (presupuesto para salud publica)
Verificado el procedimiento de lavado, desinfección y enjuague interior y exterior en el área determinada para este propósito fuera de la planta, se introduce el garrafon para su llenado, tapado, sellado y almacenaje para su conteo y distribución.