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MÁSTER EN INGENIERÍA DEL AGUA

UNIVERSIDAD DE SEVILLA

GENERACIÓN DE AGUA DENTRO DE UN CICLO ARTIFICIAL; TRAS LA PRIMERA GOTA.

1

Contenido 1. INTRODUCCION .............................................................................................. 11

2. METODOS ACTUALES DE DESTILACIÓN DE AGUA NO POTABLE. ............ 12

2.01. PROCESOS BASADOS EN LA SEPARACIÓN DEL AGUA .................... 12

2.02. PROCESOS BASADOS EN LA SEPARACIÓN DE LAS SALES ............. 14

2.03. DESTILACION SOLAR ............................................................................ 16

2.04. TIPOS DE DESTILADORES SOLARES .................................................. 17

2.05. APLICACIONES DE LOS PROCESOS DE DESTILACIÓN ..................... 26

3. PARAMETROS Y PROPIEDADES DEL AGUA ................................................ 28

3.01. ESTADOS DEL PROCESO DE DESTILADO .......................................... 28

3.02. PARAMETROS A EVALUAR EN EL AGUA DESTILADA ........................ 29

4. FLUJOS DE ENERGÍA Y ECUACIONES EN EL INTERIOR DE UN

DESTILADOR SOLAR ............................................................................................. 33

5. ENERGÍA SOLAR ............................................................................................. 51

5.01. DEFINICION ............................................................................................ 51

5.02. VARIACIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR EXTRATERRESTRE .............. 53

5.03. RADIACIÓN SOLAR EN LA SUPERFICIE TERRESTRE ........................ 54

5.04. MEDICIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR .................................................. 55

5.05. TRAYECTORIAS DEL SOL ..................................................................... 56

5.06. SISTEMA DE COORDENADAS HORIZONTALES .................................. 58

6. TECNOLOGÍA SOLAR ...................................................................................... 70

6.01. APLICACIONES DE LA TECNOLOGÍA SOLAR ...................................... 70

6.02. LOS SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR .. 72

6.02.01. SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS ............................................... 72




2

7. ENERGÍA TERMOSOLAR ................................................................................ 77

7.01. APLICACIÓN Y DESARROLLO DE LOS SISTEMAS TERMOSOLARES 77

7.02. TECNOLOGÍAS DE TRANSFORMACIÓN SOLAR TÉRMICA ................ 78

7.03. CENTRALES DE TORRE ........................................................................ 79

8. DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA TERMOSOLAR DE RECEPTOR CENTRAL

PARA SU APLICACIÓN A LA DESTILACIÓN SOLAR ............................................ 80

8.01. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA .............................................. 80

8.02.01. EL CAMPO SOLAR ........................................................................ 84

8.02.02. TORRE Y RECEPTOR CENTRAL ................................................. 88

8.02.03. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ............................................... 94

9. DISEÑO DE LOS COMPONENTES DE LA FASE SOLAR PARA ACELERADOR

DE DESTILACION SOLAR....................................................................................... 95

9.01. LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA ............................................................. 95

9.02. DIMENSIONADO DE LOS COMPONENTES DEL CAMPO SOLAR ....... 95

9.02.01. ORIENTACIÓN DE LOS HELIÓSTATOS ...................................... 99

9.03. RECEPTOR SOLAR .............................................................................. 105

10. ALMACENAMIENTO TERMICO ................................................................... 113

10.01. TIPOS DE ALMACENAMIENTO TERMICO ....................................... 115

10.02. COMPONENTES DE UN ALMACENAMIENTO TERMICO CON LECHO

DE PIEDRAS ...................................................................................................... 120

10.03. DIMENSIONAMIENTO ....................................................................... 120

11. POTABILIZACIÓN DEL AGUA DESTILADA ................................................ 122

11.01. ELIMINACIÓN DE PATOGENOS DE FORMA NATURAL MEDIANTE

LOS RAYOS UV ................................................................................................. 122

11.02. REMINERALIZACION DE LAS AGUAS DESTILADAS ...................... 129




3

11.03. EVALUACIÓN ..................................................................................... 132

11.04. TECNICA DE REMINERALIZACIÓN .................................................. 134

11.05. EL PROCESO DE REMINERALIZACIÓN .......................................... 136

11.06. POSTRATAMIENTO ........................................................................... 137

11.07. EQUIPO NECESARIO PARA LA INSTALACIÓN DE LAS RESINAS . 143

11.08. CUMPLIMIENTO DE LA NORMATIVA DE AGUA DE CONSUMO

HUMANO 144

11.09. REMINERALIZACIÓN MEDIANTE MEZCLA DE AGUAS .................. 146

11.10. REMINERALIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA PRODUCTO ................ 146

12. DISEÑO DEL ACELERADOR DE DESTILACIÓN SOLAR .......................... 150

12.01. APLICACIÓN DEL SISTEMA EN UNA UBICACIÓN REAL COMO

EJEMPLO DE FUNCIONAMIENTO .................................................................... 151

12.02. SUPUESTO INICIAL “A” PARA EL CÁLCULO DE LOS BALANCES DE

ENERGÍA INICIALES DENTRO DE UN DESTILADOR SOLAR ........................ 152

12.03. SUPUESTO “B” DESARROLLO DE LA EFICIENCIA DEL MODELO DE

ACELERADOR DE DESTILACIÓN DE AGUA MEDIANTE EL APORTE DE

ENERGÍA TERMOSOLAR Y ALMACENAMIENTO MEDIANTE LECHO DE

PIEDRAS 185

13. ESTUDIO DE VIABILIDAD AMBIENTAL EN LA CONSTRUCCION DEL

ACELERADOR DE DESTILACION SOLAR (ADS) ................................................ 194

13.01. ESTUDIO DE VIABILIDAD AMBIENTAL. ........................................... 195

13.02. MEDIDAS PROTECTORAS, CORRECTORAS Y COMPENSATORIAS.

PROGRAMA DE VIGILANCIA AMBIENTAL. ...................................................... 207

13.03. CONCLUSIÓN EN EL ESTUDIO DE VIABILIDAD. ............................ 211

14. ANÁLISIS ECONÓMICO DE PRESUPUESTOS Y COSTES: RELACIÓN

AGUA-ENERGÍA. ................................................................................................... 212




4

14.01. PRESUPUESTO DE OBRA. ............................................................... 213

14.02. ESTUDIO DE COSTES DE LA INSTALACIÓN. ................................. 213

14.03. JUSTIFICACION DEL SISTEMA ADS FRENTE A LA DESALACIÓN DE

GRAN DEMANDA ENERGÉTICA EN ZONAS REMOTAS................................. 215

14.04. JUSTIFICACIÓN DEL SISTEMA ADS. ............................................... 223

15. CONCLUSION .............................................................................................. 223

ANEXO I PLANIN DE OBRA. ................................................................................. 225

ANEXO II MEDICIONES Y PRESUPUESTO. ........................................................ 226

ANEXO III PLANOS. .............................................................................................. 278




5




6

PROYECTO FIN DE MASTER.

Título: GENERACIÓN DE AGUA, DENTRO DE UN CICLO

ARTIFICIAL; TRAS LA PRIMERA GOTA.

Presentado por: José Luis Oliva Torres




7

A. OBJETO Y CONTENIDO DEL PROYECTO.




8

Con este proyecto lo que se busca es la posibilidad de crear el ciclo del agua en

cualquier lugar, solo con aporte de energía renovable, creando la primera gota,

acumulándola, consumiéndola por los seres vivos que generarán residuos

orgánicos, producirán gas, se reciclará agua que se enviará a las cúpulas o

invernaderos, volviendo a crear agua.

Cuando hablamos de generar o conseguir agua potable, siempre lo hacemos con

sistemas basados en la producción y sistema de suministro eléctrico existente. Esto

es útil siempre que tengamos una central y una red eléctrica a mano. Sin embargo,

las zonas más deprimidas, en lugares remotos, no disponen de los sistemas

energéticos y los proveedores necesarios para conseguir los objetivos deseados.

El objetivo de este proyecto es demostrar, que con un primer mecanismo de

generación de agua, se podrá arrancar un sistema de producción de agua y

conseguir que no se pare<<como la inercia de movimiento, de un campo magnético

producido por dos imanes, que una vez activados no dejan de girar>>.

Este sistema, que intenta recopilar los conocimientos para conseguir energía de una

forma sostenible, puede ser una solución para zonas deprimidas, que hayan perdido

la capacidad de conseguir agua.

El proyecto recoge el diseño de un destilador de mayor rendimiento basándose en la

tecnología termosolar y de almacenamiento térmico.

Como punto de partida para desarrollar el proyecto, se ha escogido una ubicación

situada en Castilleja del Campo, por ser un espacio agrícola situado en una zona de

buena radiación solar y dependiente de los recursos hídricos.

El sistema, además de generar agua, persigue también integrar la biología en el

ciclo, generando riqueza.




9

El proyecto se divide en dos partes. En la primera parte se explican y desarrollan los

conceptos teóricos de las tecnologías en las que vamos a basar nuestro proyecto.

En la segunda parte se diseña y calcula el destilador.




10

MARCO TEORICO




11

1. INTRODUCCION. La escasez y mala calidad del agua han sido durante las últimas décadas una

problemática a nivel mundial, especialmente en zonas costeras y secas del mundo.

Esto ha conllevado a la búsqueda de nuevas tecnologías para la obtención de dicho

recurso. Las industrias en este tipo de zonas se han visto obligadas a implementar

determinadas tecnologías para la obtención de agua dulce a partir de agua no

potable o salada, y este ha sido el caso de algunas industrias asentadas en las

zonas costeras o agrícolas. Estas industrias deben optar por un método eficiente, de

bajo costo y menos contaminante para satisfacer sus requerimientos, tanto industrial

como para el consumo humano.

A medida que las exigencias hídricas han ido aumentando, la noción de lo que se

entiende por recurso también se ha visto modificada. De esta forma el constante

crecimiento de la población, con el consiguiente incremento de los requerimientos

hidrológicos, ha provocado la búsqueda de fuentes alternativas de producción de

agua.

Hay que mencionar, que también es muy importante reutilizar el agua residual, sobre

todo para el riego agrícola, una vez depurada.

Sólo una pequeña parte del agua de la Tierra es apta para nuestro consumo: el 97

% es agua de mar, el 2 % es hielo en los polos, y sólo el 1 % es apta para el

consumo humano; encontrándose en ríos, lagos, acuíferos subterráneos y en la

humedad del aire. Además el agua tal como se encuentra en la naturaleza, para ser

utilizada sin riesgo para el consumo humano requiere ser tratada para eliminar las

partículas y organismos que pueden ser dañinos para la salud; finalmente debe ser

distribuida a través de tuberías hasta las viviendas para que pueda ser consumirla

sin ningún riesgo. Así que aunque pueda parecer que el volumen de agua en la

tierra es muy vasto, a penas 35km3 sobre 1.386 millones de km3 corresponde a

agua dulce.




12

Figura1. Porcentaje de agua nivel mundial.

2. METODOS ACTUALES DE DESTILACIÓN DE AGUA NO POTABLE.

La desalación es un proceso por el cual partiendo de un caudal de agua salada y

añadiendo determinadas formas de energía, se obtiene un flujo de agua destilada

(agua pura) o permeada (con un contenido mínimo de sales) y una corriente de

agua con mayor concentración en sales que la inicial. Esta última se denomina agua

salmuera debido a su elevada concentración, ya que en ella se evacúan las sales

anteriormente disueltas en el agua dulce

Para la obtención de agua dulce a partir de aguas salobres o marinas se han

desarrollado distintos tipos de procesos. Estos a su vez se pueden agrupar en dos,

aquellos basados en la separación del agua (como la destilación, congelación,

procesos químicos y procesos de membrana), y los procesos que se basan en la

separación de sales del agua (electrodiálisis, cambio iónico y depuración química).

2.01. PROCESOS BASADOS EN LA SEPARACIÓN DEL AGUA.

En los sistemas de separación de agua mediante destilación podemos encontrar las

siguientes tecnologías: la evaporación de múltiple efecto, la evaporación

instantánea, la evaporación mediante compresión mecánica de vapor y finalmente la

evaporación solar.




13

Otras tecnologías están basadas en el proceso de congelación y los procesos

químicos de desalación mediante formación de hidratos, extracción con disolventes

y, finalmente, la tecnología de membranas.

Evaporación de múltiple efecto. En el primer efecto se consume energía (vapor)

para hacer hervir el agua de mar. La solución concentrada pasa al segundo efecto.

Allí condensa el vapor cediendo calor latente a la salmuera, que continúa

evaporando agua y concentrándose, y así sucesivamente en los demás efectos. El

vapor condensado en cada uno de los efectos produce vacío en la cámara anterior,

vacío que, a su vez, favorece la evaporación. El avance de la salmuera en el

sistema, determina un aumento ebulloscópico en la misma, consecuencia de su

concentración en sales.

Evaporación instantánea. En el proceso de destilación instantánea, el agua de mar

se calienta en un intercambiador de calor con el vapor procedente de una caldera. El

agua calentada entra en cada cámara encontrándose en ella una presión inferior a la

que corresponde al equilibrio líquido-vapor a la temperatura a la que se encuentra,

sufriendo una evaporación súbita. El vapor generado en la evaporación súbita se

transforma en agua potable condensándose al recorrer los tubos del intercambiador

que contienen agua que proviene de la siguiente etapa.

Compresión de vapor. En este caso el sistema incluye un compresor interno, que

se ocupa de aumentar la presión y temperatura del vapor producido en el

evaporador. El agua de mar se precalienta en contacto con un intercambiador y se

introduce en el evaporador, el vapor generado se comprime aumentando

ligeramente su presión y temperatura, y posteriormente se descarga como vapor

sobrecalentado al interior de los tubos del evaporador, actuando éste como medio

de calefacción.

Evaporación solar. Los colectores solares son el método ideal para producir agua

en zonas áridas y muy aisladas del resto de las poblaciones. Aprovecha la energía

calorífica solar disponiendo el agua en balsas de gran desarrollo superficial sobre las




14

que se crea una cámara húmeda que en la parte superior lleva planchas de vidrio o

materiales plásticos traslúcidos donde condensan las gotas y resbalan hacía unos

canales.

Congelación. Los procesos de congelación, se basan en el enfriamiento del agua

de mar hasta que se congela parte del agua contenida en la misma. Los cristales de

hielo así formados quedan flotando en la salmuera residual de la que deben

separarse. Hay sistemas en los que la congelación se realiza por evaporación de

disolventes no miscibles con el agua (isobutano, n-butano, diclorometano, etc.),

aunque están poco desarrollados.

Formación de hidratos. Este método se basa en la posibilidad de obtener hidratos

sólidos por combinación con derivados orgánicos halogenados, que se pueden

separar de la salmuera y ser descompuestos posteriormente con recirculación del

compuesto orgánico.

Extracción con disolventes. Este método se basa en la separación a través de un

sistema formado por el agua salina y un disolvente orgánico. Dicho disolvente debe

ser inmiscible con la salmuera y parcialmente miscible en el agua pura.

2.02. PROCESOS BASADOS EN LA SEPARACIÓN DE LAS SALES.

En los procesos basados en la separación de sales se distinguen: la electrodiálisis,

el intercambio iónico y la depuración química.

Electrodiálisis. El fundamento de esta operación está en la limitación del

movimiento de los iones disueltos en el agua hacia los electrodos de una célula por

la colocación de unas membranas selectivas, respectivamente, a aniones y cationes.

Intercambio iónico. Las exigentes condiciones que requieren las sustancias

utilizadas como intercambiadores iónicos hacen que la salinidad máxima admitida

para el agua a tratar no supere las 3.500 ppm, lo que limita enormemente el

procedimiento. Ha sido utilizada para acondicionar aguas para calderas a partir de




15

vapores recogidos o acuíferos de poca salinidad pero con un alto contenido en calcio

y magnesio.

Depuración química. En este proceso el agua de mar es tratada con cloro y sulfato

cúprico para precipitar la materia orgánica que posteriormente se separa. La adición

de óxido de calcio y carbonato sódico a la corriente clarificada permite precipitar los

iones: cloruro, sulfato, magnesio y calcio. El agua decantada de la operación anterior

se trata con bicarbonato amónico, con lo que precipita el cloruro sódico. Finalmente,

un tratamiento con carbón activo proporciona un agua de 200-300 ppm de sales. El

carbón activo se regenera tratándolo con ácido clorhídrico y sosa caústica.

Tabla1. Capacidad instalada mundial de las distintas tecnologías utilizadas en la

desalinización. (Fuente Veza 2011).




16

Tabla2. Procesos y métodos de desalinización. (Fuente Cubasolar).

2.03. DESTILACION SOLAR. Un destilador solar en esencia trata de reproducir a pequeña escala y de manera

acelerada el ciclo natural del agua como puede observarse en la figura 2. El

fenómeno natural de la evaporación del agua, se reproduce en un destilador solar

con el empleo de la radiación solar como fuente energética para la obtención de

agua destilada a partir de agua potable. Con este fin se han desarrollado diferentes

prototipos de destiladores.




17

El funcionamiento es en su base es sencillo. El agua salada o no potable entra en la

cubeta, situada en el fondo, donde se calienta por la absorción de la radiación solar.

Conforme aumenta la temperatura, el agua comienza a evaporarse.

El aire húmedo, más caliente, asciende hasta la cubierta transparente, más fría, en

cuya superficie, parte del vapor de agua se condensa, deslizándose hacia abajo y

cae en el canal destinado para recoger el agua dejando la sal y otros minerales (no

evaporables a baja temperatura) en la cubeta. Este proceso ocurre continuamente

mientras el destilador esté recibiendo energía solar.

Figura 2. Fenómeno natural de la evaporación del agua.

2.04. TIPOS DE DESTILADORES SOLARES.

Existen múltiples modelos y tamaños de destiladores solares. Aunque en todos el

mecanismo de funcionamiento es semejante, la configuración de los distintos

elementos determina que estos tengan una mayor o menor eficacia. Así podemos

encontrar los siguientes modelos de destiladores:




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Destilador solar de una vertiente.

Es quizá el modelo de destilador más sencillo de estructura. Es un destilador cuyo

marco externo es una caja, formada por una capa de espesor suficiente,

dependiendo del material con el que se fabrique, con el objetivo de reducir la

conducción de energía a través del fondo y de las paredes laterales del recipiente.

La caja está dividida en dos compartimentos, uno con el fondo de color negro donde

se coloca el agua a evaporar, absorbedor, y que ocupa la mayor parte de la caja y el

otro donde se recoge el agua destilada y que se encuentra en el lado de menor

altura. El destilador posee además una cubierta cuadrangular transparente de vidrio,

cuyas dimensiones son variadas, con un grosor de entre 3 y 5 mm. Colocada con

una determinada inclinación (de 15° a 30°) respecto de las paredes del destilador.

Esta inclinación debe ser tal que permita fluir hasta el colector a la totalidad del

condensado, sin que nada caiga dentro del compartimiento. (Marchesi, 2006). En la

Figura 3 se muestra un destilador solar de una vertiente en funcionamiento, con una

inclinación de.

Figura 3. Destilador solar de una vertiente.




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Destilador solar de batea efecto múltiple.

Con esta configuración, la mayor pérdida de energía se produce en forma de calor

latente de condensación del agua en la cubierta, con lo que la energía que es

necesaria para producir el destilado es aproximadamente igual a su calor de

vaporización.

El rendimiento térmico de los destiladores solares puede incrementarse

significativamente hasta en un 10% reutilizando dicho calor en dos o más etapas.

Así, en un destilador solar tipo batea se puede incorporar una superficie (o incluso

más) entre el colector solar y el condensador.

Sobre esta superficie, que sirve de fondo de un recipiente que contiene agua salada,

se condensa el vapor del agua que proviene del colector solar. En dicha

condensación el vapor cede su calor latente y calienta el agua salada contenida en

este recipiente intermedio.

Figura 4. Destilador solar de batea efecto múltiple.




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Destiladores solares de mecha.

En estos equipos, el agua de alimentación fluye lentamente a través de un material

poroso -mecha- que absorbe la radiación. Presenta dos ventajas fundamentales

sobre los destiladores solares de batea. La primera es que permite que el material

poroso por el que discurre el agua pueda inclinarse, con lo que se consigue un mejor

ángulo con el Sol.

Esto se traduce en una menor reflexión, y una mayor superficie efectiva. La segunda

ventaja radica en que el material que conforma la mecha permite tener una capa de

agua a desalar con un espesor muy fino, que puede ser calentada más rápidamente

y hasta una temperatura superior, al presentar una menor capacidad calorífica. En

cuanto a su forma geométrica, pueden construirse en varias configuraciones,

aunque se dividen en dos grupos principales: de simple y de doble pendiente.

Figura 5. Destiladores solares de mecha.




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Destilador solar de dos vertientes.

Esté modelo consta de un tejado de material transparente de dos vertientes. Las

gotas de agua que se han condensado en el panel transparente se deslizan por los

lados y precipitan a un depósito situado bajo la bandeja donde se dispone el agua

para destilar. En la Figura 6 se muestra un destilador solar de dos vertientes con

cubiertas de vidrio de 5 mm colocadas a 45° respecto a la horizontal. (Rubio, 2005).

Figura 6. Destilador solar de dos vertientes.

Destilador solar de invernadero.

Este es un modelo de destilador solar de gran tamaño. Se trata de estructuras de

invernaderos que en su interior albergan un estanque de agua de poca profundidad

y con el fondo de color negro. El agua evaporada se condensa en las paredes del

invernadero y se desliza hacia los receptáculos situados en la base de las paredes.

En esencia es el mismo modelo que el destilador solar de dos vertientes pero de

grandes proporciones.




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Figura 7. Destilador solar de invernadero.

Destilador solar de cascada.

Modelo de destilador en forma de terrazas. En la parte superior de cada una de las

terrazas se disponen los estanques con fondo de color negro llenos de agua para

destilar. Cuando la radiación solar incide en el destilador comienza la evaporación.

El agua en estado gaseoso se condensa en una superficie transparente dispuesta

de forma inclinada sobre las terrazas y se desliza hacia el receptáculo situado en la

parte baja del destilador. El nombre de cascada le viene dado por los momentos en

los que se repone agua para destilar o en los que se efectúan labores de limpieza.

En estos procesos se deja correr el agua desde una cañería en la parte superior




23

provocando el efecto cascada conforme esta se desliza por las terrazas. En la base

del destilador hay un desagüe para recoger la salmuera o otros residuos dejados por

el agua al evaporarse.

Figura 8. Destilador solar de cascada.

El destilador solar inclinado de filtro.

Un destilador solar inclinado de filtro utiliza la acción capilar de las fibras para

distribuir el agua de alimentación sobre la superficie entera del filtro en una capa

delgada. El agua entonces se expone a la luz del sol, un destilador solar inclinado de

filtro permite que una temperatura más alta se forme en la superficie colectora.

Este sistema es tan eficiente como el diseño del destilador solar de batea, pero su

uso en el campo sigue siendo cuestionable debido a costes crecientes por el

montaje, aislamiento, necesidad de limpieza continua del filtro la que involucra una

cubierta desmontable.




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Figura 9. El destilador solar inclinado de filtro.

Destilador solar esférico de barredera.

La particularidad de este modelo se basa en la forma esférica del material

transparente así como en la introducción de una barredera que lame su cara interna

y que está accionada por un pequeño motor. En una bandeja con fondo de color

oscuro situada en la parte central de la esfera se coloca el agua a destilar.

Este modelo tiene forma esférica buscándose favorecer la captación solar al evitarse

las sombras que alguna parte del destilador pueda provocar en otra. Además la

forma esférica logra mantener una mayor inercia térmica facilitando un mayor

aprovechamiento del calor producido por la energía solar.

Por su parte la barredera arrastra las pequeñas gotas que se van formando en el

interior de la esfera juntándolas y provocando que se precipiten por gravedad a la

parte baja donde se acumulan. Con el sistema de barredera se evita que las gotas

reflejen la radiación solar y se permite que el agua en estado gaseoso se condense

con mayor facilidad en las paredes. Estos factores aumentan el rendimiento del

equipo si bien como contrapartida se tiene que es necesario suministrarle energía

eléctrica para hacer posible el movimiento de la barredera.




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Figura 10. Destilador solar esférico de barredera.

Destilador solar multietapa.

Este es un modelo más complejo y eficiente que emplea sistemas de colectores

solares complejos (concentradores parabólicos, tubos de vacío, e incluso sistemas

de placa plana de alta eficiencia) para alcanzar altas temperaturas y llevar al punto

de ebullición al agua. El vapor de agua se condensa con ayuda de un refrigerante y

el calor se recupera y se almacena en depósitos. Este sistema requiere ya de

inversiones importantes. El sistema multietapa solar no difiere apreciablemente de

su versión convencional. El objetivo es el mismo, separar agua poco salina de la

solución mediante la evaporación, pero recuperando repetidas veces el calor de

condensación del agua para que mediante un proceso de destilación en diversas

etapas se reduzca el consumo de energía térmica aproximadamente unas 50 kcal/kg

de agua, es decir, a menos de un décimo de una destilación sin recuperación.

En el sistema solar de desalinización multietapa, el foco térmico es la energía solar.

Con la finalidad de regularizar el funcionamiento de los destiladores multietapas, es

esencial disponer de un importante sistema de almacenamiento de energía. Las

temperaturas operativas de un sistema de este tipo se sitúan para el máximo

rendimiento en rangos del orden de los 100ºC. Esto obliga al empleo de colectores




26

de concentración, o de vacío, si bien esta última solución no ha sido ensayada a

suficiente escala.

Figura 11. Destilador solar multietapa.

2.05. APLICACIONES DE LOS PROCESOS DE DESTILACIÓN.

Existen infinidad de aplicaciones de la operación de destilación. Se emplean en

numerosas industrias desde la industria petroquímica a la farmacéutica. Se puede

afirmar que prácticamente en cualquier proceso químico existe una destilación

debido a la necesidad de separación de ciertos componentes de otros menos

valiosos.

Destilación fraccionada

Este proceso, conocido como rectificación o destilación fraccionada, se utiliza mucho

en la industria, no sólo para mezclas simples de dos componentes (como alcohol y

agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido),

sino también para mezclas más complejas como las que se encuentran en el

alquitrán de hulla y en el petróleo.




27

Destilación por vapor.

Si dos líquidos insolubles se calientan, ninguno de los dos es afectado por la

presencia del otro (mientras se los remueva para que el líquido más ligero no forme

una capa impenetrable sobre el más pesado) y se evaporan en un grado

determinado solamente por su propia volatilidad. Por lo tanto, dicha mezcla siempre

hierve a una temperatura menor que la de cada componente por separado. El

porcentaje de cada componente en el vapor sólo depende de su presión de vapor a

esa temperatura. Este principio se puede aplicar a sustancias que podrían verse

perjudicadas por el exceso de calor si fueran destiladas en la forma habitual.

Destilación al vacio.

Otro método para destilar sustancias a temperaturas por debajo de su punto normal

de ebullición es hacer el vacío parcial en el alambique. Por ejemplo, la anilina puede

ser destilada a 100 °C extrayendo el 93% del aire del alambique. Este método es tan

efectivo como la destilación por vapor, pero más caro. Cuanto mayor es el grado de

vacío, menor es la temperatura de destilación. Si la destilación se efectúa en un

vacío prácticamente perfecto, el proceso se llama destilación molecular. Este

proceso se usa normalmente en la industria para purificar vitaminas y otros

productos inestables. Se coloca la sustancia en una placa dentro de un espacio en el

que se ha hecho el vacío y se calienta. El condensador es una placa fría, colocada

tan cerca de la primera como sea posible. La mayor parte del material pasa por el

espacio entre las dos placas, y por lo tanto se pierde muy poco.

Destilación molecular centrifuga.

Si una columna larga que contiene una mezcla de gases se cierra herméticamente y

se coloca en posición vertical, se produce una separación parcial de los gases como

resultado de la gravedad. En una centrifugadora de alta velocidad, o en un

instrumento llamado vórtice, las fuerzas que separan los componentes más ligeros

de los más pesados son miles de veces mayores que las de la gravedad, haciendo




28

la separación más eficaz. Por ejemplo, la separación del hexafluoruro de uranio

gaseoso, UF6, en moléculas que contienen dos isótopos diferentes del uranio,

uranio 235 y uranio 238, puede ser llevada a cabo por medio de la destilación

molecular centrífuga.

Destilación destructiva.

Cuando se calienta una sustancia a una temperatura elevada, descomponiéndola en

varios productos que se separan por fraccionamiento en la misma operación, el

proceso se llama destilación destructiva. Sus aplicaciones más importantes son la

destilación destructiva del carbón para el coque, el alquitrán, el gas y el amoníaco, y

la destilación destructiva de la madera para el carbón de leña, el ácido etanoico, la

propanona y el metanol.

Este último proceso ha sido ampliamente desplazado por procedimientos sintéticos

para fabricar distintos subproductos. El craqueo del petróleo es similar a la

destilación destructiva.

3. PARAMETROS Y PROPIEDADES DEL AGUA.

3.01. ESTADOS DEL PROCESO DE DESTILADO.

La molécula de agua libre y aislada, formada por un átomo de Oxigeno unido a otros

dos átomos de Hidrogeno es triangular. El ángulo de los dos enlaces (H-OH) es de

104,5º y la distancia de enlace O-H es de 0,96 A. Puede considerarse que el enlace

en la molécula es covalente, con una cierta participación del enlace iónico debido a

la diferencia de electronegatividad entre los átomos que la forman. La atracción

entre las moléculas de agua tiene la fuerza suficiente para producir un agrupamiento

de moléculas. La fuerza de atracción entre el hidrógeno de una molécula con el

oxígeno de otra es de tal magnitud que se puede incluir en los denominados enlaces

de PUENTE DE HIDRÓGENO. Estos enlaces son los que dan lugar al aumento de

volumen del agua sólida y a las estructuras hexagonales. A continuación se explican

los estados en los que quedará el agua en nuestro proceso de destilado.




29

1. Agua desmineralizada.

Es aquel tipo de agua que se genera por el paso de agua impura a través de

una columna rellena de esferas de una mezcla de dos resinas sintéticas

denominadas “resinas de intercambio iónico” que poseen la propiedad de ir

secuestrando los iones de las sales disueltas y cambiándolos por iones

hidrógeno y oxhidrilo que forman agua. La reacción es instantánea y pasan

pocos segundos desde el ingreso del agua a tratar y la salida del agua

desmineralizada por la columna de intercambio. (Nuñez, 2007)

2. Agua destilada.

Es aquella a la que se le han eliminado las impurezas e iones mediante

destilación. La destilación es un método en desuso para la producción de

agua pura a nivel industrial. Esta consiste en separar los componentes

líquidos de una mezcla. Debido a su relativamente elevada pureza, algunas

propiedades físicas de este tipo de agua son significativamente diferentes a

las del agua de consumo diario. Por ejemplo, la conductividad del agua

destilada es casi nula (dependiendo del grado de destilación) pues a

diferencia del agua de grifo común, carece de muchos iones que producen la

conductividad, tales como cloruros, magnesio y fluoruros. (WIKIPEDIA, 2010)

Tipo I.- Agua preparada por destilación, pulida por medio de un tratamiento

de resinas de intercambio mezcladas y filtrada a través de una membrana de 0.2

μm, de manera que tenga una conductividad final máxima de 0.06 μS/cm.

Tipo II.- Agua producida por un destilador diseñado para producir un destilado

que tenga una conductividad final máxima de 1.0 μS/cm.

Tipo III.- Agua preparada por destilación, intercambio iónico u ósmosis

inversa y filtrada a través de una membrana de 0.45 μm, con una conductividad final

máxima de 0.25 μS/cm.

3.02. PARAMETROS A EVALUAR EN EL AGUA DESTILADA.




30

A continuación se presenta una descripción general de los parámetros a evaluar

según la norma 1080 para calidad de agua:

a) Unidades formadoras de colonias UFC/ml

Las unidades formadoras de colonias o UFC indican el grado de

contaminación microbiología de un ambiente o medio. Refleja el número

relativo de microorganismos de una especie determinada en un volumen de

un metro cúbico de agua sus unidades de medición son: UFC/ml (UFC por

mililitro). Una de la técnicas para el cálculo de UFC/ml es utilizando en un

contador de colonias simple. Se marca el vidrio sobre cada colonia con la

punta de un rotulador. Se calculan las colonias o el recuento de organismos

vivos/ml multiplicando el número medio de colonias por placa contable por el

recíproco de la dilución. Se da el informe como «unidades formadoras de

colonias/ml» (ufc) o como «recuento de organismos vivos/ml» y nunca como

«bacterias/g o /ml».

b) Conductividad eléctrica

La conductividad es una variable que se controla en muchos sectores, desde

la industria química a la agricultura. Esta variable depende de la cantidad de

sales disueltas presentes en un líquido y es inversamente proporcional a la

resistividad del mismo. Con los instrumentos convencionales, la medida de la

conductividad se obtiene aplicando un voltaje entre dos electrodos y midiendo

la resistencia de la solución. Las soluciones con conductividad alta producen

corrientes más altas. La conductividad se define como la capacidad de una

sustancia de conducir la corriente eléctrica y es lo contrario de la resistencia.

La conductividad de una solución se determina por un movimiento molecular.

La temperatura influye en dicho movimiento, por lo que es necesario tomarla

en cuenta cuando se realizan mediciones de precisión. Generalmente, para

realizar mediciones comparativas, la temperatura de referencia es de 20 ºC ó

25 ºC. Para corregir los efectos de la temperatura, se utiliza un factor de

compensación ß. Se expresa en % / ºC que varía de acuerdo con la




31

composición de la solución que se está midiendo. En la mayor parte de las

aplicaciones, el coeficiente ß se fija en 2% / ºC.

c) PH

El nivel ácido o básico relativo de la solución se mide por el pH. El pH es la

medida de la concentración de iones de hidrogeno en el agua,

específicamente el logaritmo (log) de la concentración de iones de hidrógeno.

La medida del pH se basa en una escala de 1 a 14, con un pH 7.0 neutro (ni

ácido ni básico), con igual número de iones hidroxilo (OH-) e hidrógeno (H+).

Un pH menor a 7.0 es ácido y un pH mayor a 7.0 es básico. Como el valor del

pH se expresa en forma logarítmica, un pH de 6.0 es 10 veces mas ácido que

un pH de 7.0, y un pH de 5.0 es 100 veces más ácido que un pH de 7.0. El pH

tiene efecto en muchas fases del tratamiento del agua tales como

coagulación, cloración y ablandamiento del agua. El agua destilada por

definición es ligeramente ácida ronda un pH de 5,8. El motivo es que el agua

destilada disuelve el dióxido de carbono del aire. Disuelve dióxido de carbono

hasta que está en equilibrio dinámico con la atmósfera. Esto significa que la

cantidad que se disuelve equilibra la cantidad que sale de la disolución. La

cantidad total en el agua se determina por la concentración en la atmósfera.

El dióxido de carbono disuelto reacciona con el agua y finalmente forma ácido

carbónico.

2 H2O + CO2 H2O + H2CO3 (ácido carbónico) (H30+) (agua cargada acidificada) +

(HCO3-) (ión bicarbonato cargado)

Solo recientemente se ha conseguido producir agua destilada con un valor de

pH de aproximadamente 7, pero debido a la presencia del dióxido de carbono

alcanzará un valor de pH ligeramente ácido en un par de horas. Además, es

importante mencionar que el pH del agua destilada es difícil de medir. No solo

porque recoge rápidamente los contaminantes – tales como el dióxido de

carbono (CO2) – afectando a su pH, sino que además tiene una baja

conductividad que puede afectar la precisión de los medidores de pH. Por

ejemplo, la absorción de unas pocas ppm de CO2 puede provocar que el pH




32

del agua destilada caiga a 4,5, aunque el agua todavía sea esencialmente de

alta calidad.

La estimación más precisa del pH del agua destilada se obtiene midiendo su

resistencia; para una resistencia dada, el pH debe encontrarse dentro de

ciertos límites. Por ejemplo, si la resistencia es de 10,0 MWcm, el pH debe

estar entre 6,6 y 7,6. La relación entre la resistencia y el pH del agua ultra

pura se muestra en la figura 12.

Figura 12.Resistividad eléctrica frente al pH del agua destilada.

d) Carbono orgánico total (COT)

Es la cantidad de carbono unido a un compuesto orgánico y se usa

frecuentemente como un indicador no específico de calidad del agua o del

grado de limpieza de los equipos de fabricación de medicamentos. Se mide

por la cantidad de dióxido de carbono que se genera al oxidar la materia

orgánica en condiciones especiales. El COT es la medida directa del material

orgánico, oxidable, con base de carbón, en el agua. Un análisis típico del

COT mide tanto el carbono total (CT) presente como el carbono inorgánico

total (CIT). Restando el Carbono inorgánico total del Carbono total obtenemos

el Carbono orgánico total.




33

4. FLUJOS DE ENERGÍA Y ECUACIONES EN EL INTERIOR DE UN

DESTILADOR SOLAR.

En un destilador solar ocurren diversos procesos térmicos que caracterizan su

funcionamiento. Dicho funcionamiento se realiza como sigue: de la radiación solar

incidente en la cubierta del destilador solar, una pequeña parte es absorbida y otra

es reflejada por el vidrio, gran parte atraviesa el vidrio y es absorbida por el agua y el

material del fondo del destilador. La energía absorbida calienta el agua que se va a

destilar y el fondo del destilador, el cual transfiere gran parte de su energía en forma

de calor a la masa de agua, la cual eleva su temperatura, por lo que aumenta el

movimiento de sus moléculas. Ese movimiento se hace más intenso a medida que

aumenta la temperatura del agua, lo que provoca que una parte de las moléculas

deje la superficie del agua por evaporación e incremente la humedad del aire

cercano a la superficie del agua, lo que genera corrientes convectivas dentro del

destilador. La transferencia del vapor de agua del evaporador al condensador se

lleva a cabo por difusión y por la convección del aire húmedo. El aire húmedo y

caliente sube hacia la cubierta de vidrio, donde parte del vapor de agua se condensa

y resbala hacia el canal de recolección, ya como agua destilada. Los procesos

físicos de transferencia de calor y masa que van a tener lugar en el destilador solar,

se representan en la figura13.




34

Figura 13.Relaciones de flujos de calor en un destilador solar.

Estos flujos de calor o balances térmicos que se van a producir en nuestro destilador

son los que a continuación se describen:

Perdida de calor a través de las paredes o pérdida por conducción. ( )

Para el caso en el cual el destilador se encontrare ubicado sobre una superficie o

enterrado en la tierra deberá considerarse la transferencia de calor como un sólido

semi-infinito, sin embargo las condiciones previas de diseño (para este estudio)

establecen que el modelo experimental se encuentra sobre una estructura lo que

ocasiona que sufra perdidas de calor por conducción a través de la base y de las

paredes del destilador.

Considerando el área de transferencia de calor de las paredes con respecto a la

base se asume que la cantidad de calor que el sistema perderá a través de las

paredes es relativamente despreciable con respecto a aquel calor que pierde a

través de la base.




35

El calor perdido por conducción a través de las paredes del equipo por unidad de

área se determina mediante la siguiente ecuación:

Donde:

: Calor perdido por conducción

𝐾𝑏: Resistencia térmica equivalente del aislante

𝑇𝑤: Temperatura media del agua 𝐾

𝑇𝑎: Temperatura ambiente 𝐾

Calcularemos la resistencia térmica equivalente, para saber que calor por

conducción se perderá. Esta fórmula viene definida por:

Donde:

𝑅t𝑒 : Resistencia equivalente de los materiales

𝑒 𝑒 𝑒 : Espesores de materiales.

: Coeficientes de transferencia de calor por conducción.




36

Transferencia de calor por convección.

Para realizar el siguiente cálculo es necesario tomar en cuenta la relación de la

velocidad del viento como lo indica la ecuación:

Hct= .𝟖+ 𝒗

Donde:

Hct: Coeficiente de calor convectivo

𝑣: Velocidad del viento promedio que existe en el área de influencia ( )

El coeficiente de transferencia de calor convectivo determina la resistencia térmica equivalente del

aislante 𝐾𝑏:

𝒗

Calor perdido por radiación del vidrio ( 𝒓𝒗).

De la superficie del vidrio se pierde calor por radiación y esta se puede calcular

mediante la siguiente formula cuya ecuación esta dará por la ley de Stefan

Boltzman:

𝒓𝒗 𝒗 𝒗

La temperatura del cielo puede calcularse de la siguiente manera (CINEMAT, 2002):

[ 𝟖

]

Donde:

𝑇𝑑𝑝: Temperatura de rocío. 𝐾

𝑇𝑎: Temperatura ambiente. 𝐾

Y la temperatura de rocío mediante:




37

√

𝟖

Donde:

𝐻: Humedad relativa del ambiente.

𝑇: Temperatura ambiente 𝐾

Calor perdido por convección del vidrio (qcv).

Si existe una diferencia de temperatura en el interior del líquido o un gas, es casi

seguro que se producirá un movimiento en el fluido. Este movimiento transfiere calor

de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección.

El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un

gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas

se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso

asciende, mientras que el fluido más frio y más denso desciende. Este tipo de

movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido,

se denomina convección natural.

La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de presiones,

con lo que se fuerza su movimiento de acuerdo a las leyes de la mecanica de

fluidos.

Debido a la velocidad del viento y a la diferencia de temperatura del vidrio y el aire

existe perdida de calor por el efecto combinado de la conduccion y la conveccion

que viene a estar dado por:

𝒗 𝒗 𝒗

Donde:




38

𝑣 : Coeficiente de transferencia de calor convectivo del vidrio

𝑣 : Calor perdido por convección del vidrio

𝑇𝑣 : Temperatura del vidrio 𝐾

𝑇𝑎 : Temperatura ambiente 𝐾

Con lo que puede determinarse la igualdad:

𝒗=

Y así poder calcular el calor perdido por convección del vidrio.

Calor perdido por radiación del agua ( 𝒓 ).

Es un tipo de energía emitida por la materia en forma de ondas electromagnéticas (o

fotones), como resultado de los cambios en las 57 configuraciones electrónicas de

los átomos o moléculas. En lo que respecta a la transferencia de calor es de interés

la radiación térmica o forma de radiación emitida por los cuerpos debido a su

temperatura. La radiación térmica suele corresponder a la banda de frecuencias del

infrarrojo. Todos los objetos emiten en energía radiante, cualquiera sea su

temperatura, por ejemplo el Sol, la Tierra, la atmósfera, los Polos, las personas, etc.

La energía radiada por el Sol a diario afecta nuestra existencia en diferentes formas.

Esta influye en la temperatura promedio de la tierra, las corrientes oceánicas, la

agricultura, el comportamiento de la lluvia, etc.. Sin embargo, la radiación térmica

suele considerarse como un fenómeno superficial para los sólidos que son opacos a

la radiación térmica, como los metales, la madera y las rocas, ya que la radiación

emitida por las regiones interiores de un material de este tipo nunca puede llegar a la

superficie y la radiación incidente sobres esos cuerpos suele absorberse en unas

cuantas micras hacia dentro en dichos sólidos.




39

A diferencia de la conducción y la convección, la radiación no necesita un medio de

transmisión y puede ocurrir en el vacío. La transferencia de calor por radiación es la

más rápida, a la velocidad de la luz. No sufre atenuación en el vacío.

Si se considera la transferencia de radiación por una superficie de área A, que se

encuentra a una temperatura T. La radiación que emite la superficie, se produce a

partir de la energía térmica de la materia limitada por la superficie. La rapidez a la

cual se libera energía se llama potencia de radiación H, su valor es proporcional a la

cuarta potencia de la temperatura absoluta. Esto se conoce como la ley de Stefan

(Joseph Stefan, 1835-1893), que se escribe como:

Donde σ= 5.67x10-8

se llama constante deStefan-Boltzmann y ε es una

propiedad radiativa de la superficie llamada emisividad, sus valores varían en el

rango 0 <ε< 1 es una medida de la eficiencia con que la superficie emite energía

radiante y depende del material.

El agua radia calor hacia el vidrio y la expresión para evaluar esta transferencia se

obtiene de la ley de dicha ley, considerando que las placas entre las que hay

radiación (superficie del agua y placa de vidrio) son planas y paralelas, se considera

la siguiente ecuación para determinar el calor perdido por radiación del agua:

𝒓

𝒗

𝒗

Donde:

𝑟𝑤: Calor perdido por radiación

휀𝑤: Emisividad del agua

휀𝑣: Emisividad del vidrio





40

𝑇𝑣: Temperatura media del vidrio 𝐾

σ: Constante de Stefan Boltzman 5.6697𝑥10−8

Un absorbedor perfecto se llama cuerpo negro (no significa que sea de color negro),

que se define como un objeto ideal que absorbe toda la radiación que llega a su

superficie y su emisividad es igual a uno. No se conoce ningún objeto así, aunque

una superficie de negro de carbono puede llegar a absorber aproximadamente un

97% de la radiación incidente. El Sol, la Tierra, la nieve, etc. bajo ciertas condiciones

se comportan como un cuerpo negro. En teoría, un cuerpo negro sería también un

emisor perfecto de radiación, y emitiría a cualquier temperatura la máxima cantidad

de energía disponible. A una temperatura dada, emitiría una cantidad definida de

energía en cada longitud de onda. En contraste, un cuerpo cuya emisividad sea igual

a cero, no absorbe la energía incidente sobre él, sino que la refleja toda, es un

reflector perfecto.

Los cuerpos con emisividades entre 0 y 1 se llaman cuerpos grises, son los objetos

reales. A raíz del fracaso de los intentos de calcular la radiación de un cuerpo negro

ideal según la física clásica, se desarrollaron por primera vez los conceptos básicos

de la teoría. cuántica. Una buena aproximación de un cuerpo negro es el interior de

un objeto hueco. La naturaleza de la radiación emitida por un cuerpo hueco a través

de un pequeño agujero sólo depende de la temperatura de las paredes de la

cavidad.

Calor perdido por convección natural ( ).

La transferencia de calor por convección implica el transporte de calor a través de

una fase y el mezclado de porciones calientes y frías de un gas o líquido. Si el

movimiento del fluido se debe exclusivamente a una diferencia de densidades

originada por diferente calentamiento se habla de convección natural; si en ese

movimiento influye la agitación externa o provocada, se habla de convección




41

forzada. En fluidos, el transporte de calor por conducción es despreciable frente a la

convección.

En la convección natural la fuerza impulsora es originada por diferencias de

densidades debidas a gradientes de temperaturas en el seno del fluido, como

consecuencia de las cuales las partes calientes, menos densas, ascienden, y las

frías, más densas, descienden. La circulación que se produce por este efecto explica

el calentamiento uniforme de un fluido cuando se pone en contacto con una

superficie sólida a mayor temperatura. Entre el agua y el vidrio hay un espacio

ocupado por aire, y conforme el agua se va calentando y el vidrio también, pero en

menor grado debido al efecto refrigerante del aire, empieza a haber corrientes de

aire caliente de la superficie del agua hacia el vidrio, que provoca la pérdida de calor

por convección natural El coeficiente de transferencia de calor por convección

natural puede calcularse de la siguiente manera:

𝟖𝟖 𝒗 𝒗

𝟖

hc: Coeficiente de transferencia de calor por convección natural

𝑃𝑤: Presión de vapor del agua a la temperatura del agua 𝑃𝑎

𝑃𝑤𝑣: Presión de vapor del agua a la temperatura del vidrio 𝑃𝑎



Con estos valores se puede determinar el coeficiente de calor por convección

natural.




42

Figura 14.Curva típica de ebullición del agua.

Para realizar unos cálculos aproximados a la realidad y en base a lo expuesto

anteriormente tomaremos como base para el cálculo la siguiente fórmula:

Donde:

h𝑟: Coeficiente de radiación efectivo.

휀𝑎: Emisividad del material externo.

𝑇𝑠 : Temperatura de superficie del vidrio

Si h𝑟<h , se puede considerar una forma más simple de cálculo.

𝒓

Una vez determinado el coeficiente de transferencia de calor por convección total

podemos determinar el calor perdido por convección del agua a partir de:

𝒗




43

Donde:

𝑤: Calor perdido por convección del agua

h𝑇: Coeficiente total de transferencia de calor por convección del agua



Calor perdido por evaporación ( ). Para el cálculo del calor perdido por evaporación es necesario saber que el calor

sensible del aire dentro del destilador es:

= ( 𝒗)

Donde:

he : Coeficiente de transferencia de calor de evaporación

𝑒: Calor perdido por evaporación

Balance global y eficiencia energética del destilador solar.

Para realizar los cálculos del comportamiento térmico que tendrá el destilador solar,

es necesario conocer la temperatura en las tres regiones del equipo. A partir de la

diferencia de temperaturas entre el agua y la cubierta es posible calcular el volumen

de agua destilada.

Para determinar las temperaturas en las tres regiones del equipo se parte del

balance de energía en cada una de ellas, es decir, el del vaso, el agua que se va a

destilar y en la cubierta.




44

Figura 15.Balance global y eficiencia.

Analizando la geometría de nuestro destilador y aplicando los resultados de las

ecuaciones anteriores podemos realizar el balance y comprobar la eficiencia de

nuestro destilador. Aplicamos por tanto el concepto de termodinámica:

Energía que entra – Energía que sale = Energía que se almacena

´ = 𝒓 + + +∝𝒈 𝑰 𝒓𝒗+ 𝒗

Donde:

´ : Calor almacenado por la cubierta.

qrw: Calor perdido por radiación



IT: Radiación directa sobre una superficie inclinada.

∝𝑔: Factor de reflexión de la radiación.




45

qrv: Calor perdido por radiación del vidrio.

𝑣: Coeficiente de transferencia de calor convectivo del vidrio

Balance de calor sobre el agua.

Figura 16. Balance de calor sobre el agua.

De acuerdo con el esquema encerrada en la circunferencia mostrado en la Figura 13

y tomando en consideración el principio de la conservación de la energía se tiene:

Energía que entra – Energía que sale = Energía que se almacena

′ =𝑰 ∝𝒈 ∝ 𝒓 + + +

Donde:

′𝑎: Calor almacenado en el interior.

∝𝑎: Coeficiente que incluye la reflexión y la absorción de la radiación solar por el agua y por el fondo

del destilador y es igual a 0.3aproximadamente. Siendo el calor almacenado por unidad de área.




46

= ´ + ´

Expresando esto en función del área del colector solar, se obtiene que la capacidad

del calor almacenada por el dispositivo es:

𝑸 =

Donde:

𝑄𝑇: Calor absorbido por el sistema

𝐴: Área de captación de la energía solar 𝑚2

Cantidad de calor necesaria para calentar y evaporar.

El siguiente paso es calcular la cantidad de calor necesaria para poder elevar la

temperatura tanto de la cubierta como del agua, y de esta última poder alcanzar su

evaporación.

Empezaremos diciendo que el vidrio inicialmente se encuentra a la temperatura

ambiente y que posteriormente este elevara su temperatura paulatinamente hasta

alcanzar un valor Tv, dicho esto tenemos que este cuerpo absorberá determinada

cantidad de calor del total disponible el mismo que lo determinamos por la siguiente

fórmula:

𝑸𝒗= 𝒗 (∆T)

La masa del vidrio viene dada por:

𝒗=𝝆𝒗 𝒗𝒊 𝒓𝒊 𝑬𝒗

Donde:

𝑄𝑣: Cantidad de calor necesario para calentar el vidrio

𝑚𝑣: Masa del vidrio 𝐾𝑔




47

𝐸𝑣: Espesor del vidrio 𝑚

𝐶𝑝𝑣: Calor especifico del vidrio

𝑇𝑎: Temperatura ambiente °𝐶

𝑇𝑣: Temperatura de equilibrio del vidrio °𝐶

𝜌𝑣: Densidad del vidrio 𝐾𝑔𝑚3

𝐴𝑣𝑖𝑑𝑟𝑖𝑜: Area del vidrio 𝑚2

Se requiere estimar la cantidad de calor necesaria para calentar y evaporar el agua

de que colocaremos en el vaso , por lo tanto estimaremos el volumen, el cual viene

dado por las dimensiones del vaso colector con lo cual se procederá a determinar el

valor de la masa de agua (𝑚𝑠) que se colocará en el vaso colector de nuestro

modelo.

Con el valor de 𝑚𝑠 se puede determinar el siguiente calor sensible necesario para

calentar el agua:

𝑸 = 𝑪 ( )

𝑄 𝑎: Cantidad de calor necesario para calentar el agua

𝑚𝑠: Masa de agua en el colector 𝐾𝑔

𝐶𝑝:Calor especifico del agua

𝑇𝑎:Temperatura ambiente °𝐶

𝑇𝑤:Temperatura de equilibrio del agua °𝐶

Para que exista la evaporación del agua, el sistema debe alcanzar el cambio de

estado de fase, es decir, debe tener una energía extra para que el sistema pueda

cumplir su función:

El porcentaje de masa evaporad es igual a:




48

𝒗

𝑸 𝒗= λ

Donde:

𝑄𝑒𝑣: Cantidad de calor necesaria para evaporar x porcentaje de agua

𝑥: Porcentaje de masa evaporada

λ: Entalpia de vaporización a la temperatura 𝑇𝑤

Por tanto la cantidad necesaria para calentar el vidrio, calentar el agua de la bandeja

y evaporar cierto porcentaje de la misma viene dada por:

𝑸𝑵=𝑸 𝒗+𝑸 +𝑸 𝒗

Donde:

QN: Calor total necesario

𝑸 𝒗= 𝒗 𝒗𝒊 𝒓𝒊

Eficiencia de un destilador solar

La intensidad de la energía solar que cae sobre el destilador es el parámetro más

importante que afecta la producción de agua del destilador solar. La cantidad de

agua destilada producida es la cantidad de energía utilizada en la vaporización del

agua en el destilador sobre el calor latente de vaporización del agua. La eficiencia

del destilador solar es la cantidad de energía utilizada en la vaporización de agua en

el destilador sobre la cantidad de incidencia de energía solar en el destilador. Lo que

puede expresarse de la manera siguiente:

Producción del destilador solar teórica:

𝑸




49

Donde:

Me: Cantidad de agua destilada teórica. [gr]

QT: Cantidad de calor almacenada por el dispositivo.

λ: Calor latente de vaporización del agua.

Eficiencia del destilador solar teórica:

𝐸 𝑖 𝑖𝑒 𝑖𝑎 𝑄

𝐶

Donde:

𝑄: Energía total almacenada por el sistema

𝑇: Irradiancia total.

SC: Superficie colectora-vaso

La energía total almacenada por el sistema es la suma de

𝑸=𝑸 +𝑸𝑵

Donde:

𝑄: Energia total almacenada por el sistema


𝑄𝑁: Calor necesario para calentar y evaporar.




50

Rendimiento general de los destiladores solares.

El rendimiento de los destiladores solares está en función de la potencia de la

radiación solar, la temperatura ambiente así como en la forma y las características

del destilador.

En principio las regiones soleadas y cálidas ofrecerán mejores condiciones para la

destilación solar que las regiones frías y húmedas, donde por otro lado en principio

no se hará preciso recurrir a este sistema. Es decir los lugares donde se hará más

necesario recurrir a la destilación solar por ser más secos serán también los que

dispondrán de más luz solar.

Se estima que los porcentajes de aprovechamiento útil de la energía solar para

destilar agua rondan entre el 25 y el 50%. Estos valores traducidos en cifras

cotidianas significan que es posible obtener entre 3 y 5 litros diarios por m2 de

destilador, en días soleados. Por último comentar que nuestro siguiente apartado

recoge el desarrollo de la parte que corresponde a la energía solar y que es

fundamental para el funcionamiento del destilador solar.




51

5. ENERGÍA SOLAR.

5.01. DEFINICION.

El sol es un reactor de fusión termonuclear continuo, constituido por diferentes gases

retenidos por fuerzas gravitatorias, ver Figura 17. Desde el punto de vista de las

aplicaciones de conversión fototérmica y fotovoltaica puede adoptarse un modelo

mucho más simple. Así, el sol puede ser considerado como un cuerpo negro que

radiará a la temperatura de 5.762 Kelvin (K), ya que la distribución de energía para

cada longitud de onda de la radiación solar es básicamente la misma que la de dicho

cuerpo negro.

El movimiento de traslación de la tierra alrededor del sol, cuyo período es de 365,25

días, así como el movimiento de rotación y precesión de la misma, cuyo período es

24 horas, producen que el camino que recorre el sol visto desde la tierra sea distinto

para cada día del año y para cada momento del día. Es necesario conocer el camino

del sol para poder así determinar la radiación que recibe una determinada zona

geográfica.

La máxima variación en el camino que recorre el sol en el cielo de norte a sur son

47º, y esto es debido a la pendiente de 23,5º que tiene el eje de rotación de la tierra

respecto del sol, llamado declinación. La declinación es la principal causa de la

existencia de las estaciones en la tierra.




52

Figura 17 El Sol (google)

La constante solar (Gsc)

La órbita terrestre alrededor del Sol es elíptica, con una excentricidad de un 3%. A la

distancia promedio desde la Tierra, el Sol subtiende un ángulo de 32' (treinta y dos

minutos).

La constante solar es la cantidad de energía por unidad de tiempo, recibida por

unidad de área en una superficie perpendicular a los rayos solares, ubicada en el

exterior de la atmósfera a la distancia promedio entre la Tierra y el Sol. El valor de la

constante solar se ha determinado por medio de mediciones satelitales y

extrapolaciones de mediciones terrestres y se ha considerado su valor como Gsc

=1353 W.m-2 (1940 cal. cm-2. min-1) por la NASA (Administración Aeronáutica y




53

Espacial Nacional de Estados Unidos de América) y por la ASTM por sus siglas en

inglés (Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales). En la figura 1.2 se puede

apreciar la variación de la radiación solar mundial dependiendo de la zona que

recibe dicha radiación. Se puede observar que la zona media del mapa es la que

recibe mucho más radiación solar que las zonas superior e inferior.

Figura 17. Relación geométrica entre la Tierra y el Sol.

5.02. VARIACIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR EXTRATERRESTRE.

La intensidad de la energía solar varía inversamente proporcional al cuadrado de la

distancia entre la Tierra y el Sol. Al cambiar esta distancia a lo largo del año, la

radiación solar extraterrestre varía como muestra la figura 2.2:

Figura 18. Variación de la radiación solar extraterrestre con la época del año.




54

5.03. RADIACIÓN SOLAR EN LA SUPERFICIE TERRESTRE.

Una vez que llega la radiación solar a la Tierra, ésta tiene que atravesar la atmósfera

para poder llegar a la superficie terrestre. En la atmósfera existen factores como

polvo, vapor de agua, etc., que afectan a la intensidad de la radiación solar que

incidente en la superficie.

Irradiación solar directa.

Es la componente del flujo radiactivo solar que incide sobre una superficie unidad y

que no ha sido dispersada por la atmósfera. Esta componente tiene en cada instante

una dirección perfectamente definida que coincide con la dirección de propagación

del flujo solar. Esta radiación es capaz de ser enfocada, y es la que produce sombra.

Irradiación solar difusa

Radiación que proviene de otras direcciones (distintas a la del disco solar) debido a

la reflexión y dispersión que producen en la radiación solar, la atmósfera y las nubes.

Radiación solar procedente de toda la bóveda celeste. Está originada por la

dispersión de la radiación en la atmósfera. Esta radiación no puede ser enfocada.

Figura 19. Mapa de radiación solar mundial.




55

5.04. MEDICIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR.

El dispositivo más común para medir la radiación solar es el pyranómetro, algunas

veces llamado radiómetro o solarímetro, el cual mide la radiación solar global,

compuesta de radiación solar directa y de la radiación dispersada (difusa). Un

porcentaje significativo de radiación medida es directa, la cual toma un valor máximo

cuando ésta incide perpendicularmente sobre el sensor del pyranómetro. En un día

claro la radiación global medida se incrementa desde cero cuando el sol sale,

alcanza un máximo al medio día y decrece a cero nuevamente cuando el sol se

oculta; en cualquier momento, las nubes pueden interceptar el sol y la energía

decrece a valores bajos fenómeno que puede apreciarse.

Figura 20. Comparación entre Intensidad de radiación directa e intensidad de radiación difusa

sobre Sevilla. Ref. (Software AEMET).

Debido al movimiento diario y anual de la tierra, la cantidad de radiación solar

medida por un solarímetro en posición horizontal no es uniforme durante todo el año;

por lo que se hace necesario medir la radiación solar en superficies inclinadas.




56

5.05. TRAYECTORIAS DEL SOL.

Eclíptica.

La Tierra posee varios movimientos, entre los más importantes se encuentran el de

rotación en torno a su eje, traslación alrededor del Sol, precesión3 y nutación4.

El movimiento de rotación tarda aproximadamente 24 horas, y ocasiona el día y la

noche ya que causa que un punto sobre la Tierra se vea iluminado de forma

periódica por el Sol.

Este movimiento se produce en dirección Oeste – Este, es decir, en sentido contrario

al de las agujas del reloj.

El segundo movimiento, siguiendo una trayectoria elíptica tarda alrededor de 365

días. Debido a la excentricidad del recorrido terrestre alrededor del Sol, la distancia

entre estos dos cuerpos celestes varía a lo largo del año, dando lugar a la existencia

de las estaciones.

La forma de la Tierra, achatada en los polos y ensanchada en la zona ecuatorial,

provoca un lentísimo balanceo durante el movimiento de traslación. Este movimiento

se conoce como precesión, y se produce en sentido inverso al movimiento de

rotación. Gracias a la presencia de este movimiento, el eje de rotación terrestre

describe un cono de 47º de abertura, cuyo vértice se encuentra en el centro de la

Tierra.

Los movimientos de nutación son las variaciones periódicas de la inclinación de la

eclíptica con respecto al ecuador. Se deben a la oscilación del eje de la Tierra

alrededor de una posición media, que es la que verdaderamente describe la

superficie cónica indicada en la precesión. En resumen, la suma de los movimientos

de precesión y nutación causan la inclinación del eje de rotación terrestre.

Las trayectorias aparentes del Sol sobre la Tierra son producto de la combinación de

todos estos movimientos. La eclíptica es la proyección del movimiento aparente del




57

Sol con respecto a la Tierra. El eje terrestre forma un ángulo con el plano de la

eclíptica de 66º 33', lo que causa que las zonas de los paralelos terrestres se

iluminen desigualmente.

De esta manera se origina la distinta duración de los días y las noches, más

pronunciada en las zonas templadas y polares de la Tierra. En la figura 21 se

aprecia la trayectoria aparente del Sol, conocida como eclíptica.

Figura 21. Trayectoria aparente del Sol: Eclíptica.

Para el trazado del camino aparente del Sol se considera que el punto sobre el cual

se desea conocer la trayectoria se encuentra fijo, y que es el Sol el que se mueve.

La posición del Sol en el cielo puede ser representada por dos sistemas de

coordenadas. El primero es el denominado ecuatorial, y el segundo es el sistema

horizontal.




58

5.06. SISTEMA DE COORDENADAS HORIZONTALES.

Con el fin de representar la posición aparente del Sol en un determinado día del año,

se emplea un sistema de coordenadas horizontales. Éste se encuentra constituido

por el plano horizontal y el plano normal al mismo. Para un observador, apoyado en

un plano horizontal, se puede definir la posición del Sol por dos variables, la altura

solar y el azimut solar.

En la figura 22 se ilustran las variables que permiten determinar la posición del Sol,

el observador se encuentra sobre el plano horizontal en el centro del sistema

geográfico.

Figura 22. Sistema de coordenadas horizontales.

Ángulos Solares.

Cada día, el Sol, para un observador situado en la Tierra, sigue una trayectoria

circular a través del firmamento, alcanzando su punto más alto al mediodía. Por otra

parte, esta trayectoria circular aparente se mueve hacia puntos mas altos en el

firmamento a medida que el invierno trascurre y llega el verano. El amanecer

acontece más temprano, y el atardecer más tarde, durante el verano. Dado que los

movimientos de la Tierra y el Sol son relativos entre si, suponiendo que la tierra esta

fija en el espacio, que el sol describe un movimiento virtual alrededor de esta, y que

el origen de coordenadas se localiza en el lugar de interés situado en la tierra.

Desde este punto de vista, el Sol está restringido a moverse con dos grados de

libertad en la esfera celeste. En consecuencia, su posición en el firmamento queda




59

descrita mediante dos variables angulares: la altura solar (α) y el acimut solar (ϒ).

Como se muestra en la primera de estas variables define el ángulo que la visual al

Sol forma con el horizonte, en tanto que la segunda define la desviación que tienen

los rayos del Sol con respecto al sur verdadero.

Desde el Norte

Norte 0° o 360° Sur 180°

Nornoreste 22,5° Sursuroeste 202,5°

Noreste 45° Suroeste 225°

Estenoreste 67,5° Oestesuroeste 247,5°

Este 90° Oeste 270°

Estesureste 112,5° Oestenoroeste 292,5°

Sureste 135° Noroeste 315°

Sursureste 157,5° Nornoroeste 337,5°

Tabla 1. Acimuts medidos desde el norte verdadero. (Wikipedia)

El cálculo preciso de estas variables depende fundamentalmente de tres

parámetros: la latitud del lugar (Φ), la declinación (𝛿) y el ángulo horario (ω). La

latitud queda definida mediante el ángulo que determina el lugar de interés sobre la

Tierra, con respecto al plano del ecuador, este ángulo es positivo cuando se mide

hacia el norte del ecuador, y negativo cuando lo es hacia el sur de este. La

declinación define la posición angular del Sol al medio día solar, es decir, en el

momento en que el Sol está más alto en el firmamento con respecto al plano del

Ecuador.

Variabilidad de la radiación solar en La zona de Sevilla

Cuando nos referimos a la Radiación Solar es necesario recordar que a esta se le

atribuye casi la totalidad de energía que la tierra dispone y dispondrá en el futuro, de

igual manera a los procesos meteorológicos, biológicos, etc., que suceden en la

misma. El calentamiento de la superficie terrestre por absorción de la radiación solar

es función de la latitud del lugar, época del año, hora del día, etc. Es decir que el sol

en su desplazamiento aparente de norte a sur y viceversa durante el año determina

una máxima declinación norte (23°.5´N), Solsticio Verano 21/6, Máxima declinación

Sur (23°.5´S), Solsticio Invierno 21/12 pasa dos veces sobre el Ecuador terrestre




60

(0°), 21/3 y 21/9. Sevilla ubicada entre los 37° y 23´20.73´´ latitud norte,

aproximadamente, recibe grandes cantidades de energía durante el año, el

conocimiento de este desplazamiento determina aquellas zonas con mayor

potencial; observando que en el mes de mayo, junio, julio y agosto, la incidencia de

los rayos solares se encuentra orientada hacia el sur. También es característico de

estos meses que por la falta de nubosidad (sistemas de alta presión) por

encontrarse la tierra más cerca del sol (Perihelio) la Radiación Solar es más directa

que en las otras épocas del año.

Radiación directa sobre una superficie inclinada.

Consideraciones preliminares En los cálculos de energía solar térmica se considera

por efectos prácticos solamente la radiación comprendida entre el rango de

longitudes de onda de 0.38 μm < λ < 1.9 μm ésta interacción hace que finalmente a

nivel terrestre se tenga que considerar la componente directa difusa y terrestre de la

radiación solar mientras que a nivel extraterrestre solo tenemos la componente

directa.

Relaciones angulares

La radiación solar directa sobre nuestro planeta y más específicamente sobre una

superficie de orientación arbitraria se le puede describir como sigue:

a) Latitud

∅: Se denomina latitud al ángulo formado por la línea que une el centro de la Tierra

con un punto sobre la superficie de la misma y el plano del ecuador., esto es la

posición angular del lugar en donde se encuentre el plano en cuestión, respecto del

Ecuador terrestre, positivo en el hemisferio norte -90º ≤ φ ≤ 90º.




61

Figura 23. Ángulo latitud.

b) Declinación

𝜹: (Delta) La Tierra gira alrededor del Sol sobre una trayectoria elíptica contenida en

un plano. La normal a este plano y el eje de rotación de la Tierra forman un ángulo

variable que se denomina declinación solar. Como consecuencia de la inclinación

del eje de rotación de la tierra respecto al plano de la órbita y del movimiento de

traslación y precesión de la tierra alrededor del sol el ángulo comprendido entre el

eje de la tierra y el eje del sol cambia de -23,45º en el solsticio de invierno,

correspondiente con el 21 de Diciembre a 23,45º en el solsticio de verano,

correspondiente con el 21 de Junio.




62

Figura 24. Ángulo declinación.

La declinación es la posición del Sol en el medio día solar con respecto al plano del

ecuador, es una función de la época del año. La declinación se puede encontrar de

la ecuación:

𝜹 [ 𝟖

]

Donde:

: Numero de día del año, desde el 1 de Enero, 1< <365

𝛿: Declinación solar.

En la tabla 2 se muestra el día representativo de cada mes, es decir, el día cuyo

valor de declinación representa el valor promedio mensual.

Mes Día

Enero i

Febrero 31+i

Marzo 59+i

Abril 90+i

Mayo 120+i

Junio 151+i

Julio 181+i

Agosto 212+i

Septiembre 243+i

Octubre 273+i

Noviembre 304+i

Diciembre 334+i

Tabla 2. Número de día.




63

c) Ángulo Horario

: El ángulo horario es el ángulo de desviación con respecto al mediodía, para la

medición de este ángulo, se considera al mediodía como 0º, cada hora equivale a

15º. Este ángulo es positivo para la mañana, y para la tarde negativo. Esto es, el

desplazamiento angular del sol hacia el este o el oeste del meridiano local, debido al

movimiento de rotación de la tierra alrededor del eje, ω < 0 en la mañana y ω > 0 en

la tarde, es de notar sin embargo que este ángulo describe un movimiento de ω = -

90º a la salida del sol y un ω = 90º en la puesta del sol únicamente cuando sucede

los equinoccios, que estos realmente son un momento particular, un instante de

tiempo que ocurre a una hora determinada, también sucede en el Ecuador en

cualquier fecha, mas no en otra latitud debido a los movimientos del sol hacia el

norte en primavera y hacia el sur en otoño. Se puede calcular mediante la siguiente

fórmula:

[ 𝜹 ∅]

Donde:

𝑤𝑠: Ángulo del ocaso.

∅ : Latitud de la zona.

𝛿 ∶ Ángulo de declinación solar.

Horas teóricas: El número de horas teóricas se puede calcular por medio de la

ecuación.

𝑵

Donde:

𝑁: Número de horas solar teóricas.

𝑤𝑠: Ángulo del ocaso.




64

d) Ángulo Cenit.

θz: Ángulo de cenit , ángulo entre la radiación directa sobre la superficie horizontal y

la normal de la superficie o cenit. Se calcula β = 0º en la ecuación del ángulo de

incidencia.

Figura 25. Ángulo cenit.

e) Ángulo de inclinación sobre la horizontal.

β: (Beta) Pendiente del plano sobre el cual incide la radiación, esto es, su inclinación

respecto de la horizontal. Para valores en los que 0º ≤ β ≤ 90º utilizando el lenguaje

común y cotidiano se diría que la superficie se encuentra mirando arriba, de igual

manera para valores de 90º ≤ β ≤ 180º se diría en cambio que la superficie se

encuentra mirando hacia abajo. Como ejemplos podemos citar la superficie de una

piscina que tendrá un pendiente igual a 0º, mientras que la pared de la misma tendrá

una pendiente de 90º.

f) Acimut de superficie.

γ: (Gamma) Es el ángulo formado por la línea recta que une al Sol y un observador

en la Tierra proyectada en el plano horizontal y la línea que va del punto de

observación; al Sur (en el hemisferio Norte) o al Norte (en el hemisferio Sur), este




65

ángulo se mide sobre el plano horizontal local, a partir de la línea Norte Sur con

signo negativo hacia el Este y signo positivo al Oeste Nota: El acimut solar es

negativo en la mañana, 0° al medio día solar, hora a la que culmina el Sol, y positivo

en la tarde.

g) Angulo de incidencia.

θ : (Theta) Ángulo de incidencia, esto es, el ángulo de la radiación directa sobre la

superficie y la normal a la superficie.

Figura 26. Posición del sol respecto a una superficie inclinada un ángulo β respecto de la

horizontal y orientada un ángulo α respecto del ecuador del observador (Hemisferio Norte).

Radiación directa sobre una superficie inclinada ( 𝑇)

La radiación solar sobre una superficie inclinada puede calcularse mediante la

siguiente ecuación:

𝑰 𝑰 𝑰 (

) 𝑰 (

)𝝆




66

Donde:

∶ Radiación global horaria.

: Radiación solar directa horaria en superficie horizontal.

: Radiación solar difusa horaria en superficie horizontal.

𝜌 : Albedo o coeficiente de reflexión del suelo (0.3).

Factor Rb para el cambio de ángulo de incidencia en el transcurso del día.

Con la ecuación siguiente se puede calcular el cambio que ocurre en el transcurso

del día en el ángulo de incidencia de la radiación.

𝒊 𝜹 𝒊 ∅ 𝒊 𝒊

𝜹 ∅ 𝒊 𝒊 𝒊 𝒊

𝒊 𝜹 𝒊 ∅ 𝒊 𝒊

𝜹 ∅ 𝒊 𝒊 𝒊 𝒊

Donde:

𝑅𝑏: Factor de medición de pérdida por el cambio de ángulo de incidencia de radiación solar en el

transcurso del día.

𝜃: Angulo de inclinación de la cubierta (45°, ángulo en el cual las pérdidas por radiación son

menores).

∅ : Latitud

𝑖 : Tiempo inicial medido a partir de la media noche, horario. (9:00h).

𝑖 : Tiempo final medido a partir de la media noche, horario (17:00h).

𝛿: Ángulo de declinación solar.

Para determinar Id se utiliza el índice horario de claridad Ch´:

𝑪 𝑰

𝑰




67

Donde:

0: Radiación solar extraterrestre horaria en superficie horizontal.

: Radiación global horaria.

𝐶 : Indice de claridad horario.

Radiación solar extraterrestre horaria en una superficie horizontal ( 0):

𝑰 [ 𝒊 𝜹 𝒊 ∅

𝜹 ∅ 𝒊 𝒊 ]

Donde:

: Corrección por excentricidad.

: Radiación solar extraterrestre horaria en superficie horizontal.

𝐺𝑠 : Constante solar.

∅: Latitud.

1: Tiempo inicial medido a partir de la media noche, horario militar.

2: Tiempo final medido a partir de la media noche, horario militar.


Irradiación diaria solar promedio terrestre sobre superficie horizontal ( ):

𝑰 𝑰 [ ( 𝒓

𝑵)]

Donde:

𝑟: Número de horas solar real.

𝑎: Constante de Angstrom.

𝑏: Constante de Angstrom.




68

𝑁: Número de horas teóricas.

∶ Irradiación diaria solar promedio sobre una superficie horizontal.


Irradiación solar difusa horaria.

Para determinar la irradiación solar difusa horaria, ver la Tabla 3.

Tabla. 3 Relaciones de Orgill y Hollands para determinar la radiación solar difusa.

Relación a utilizar Criterio

𝑰 /𝑰= . − . Ch´ 0≤ Ch´ ≤0.35

𝑰 /𝑰= . − .𝟖 Ch´ 0.35≤ Ch´ ≤0.75

𝑰 /𝑰= . Ch´ >0.75 Tabla 3. Relaciones de Orgill y Hollands.

Radiación solar directa horaria 𝑰 :

Se obtiene a partir de

𝑰 𝑰 𝑰

Trasferencia de calor y masa.

Los destiladores solares funcionan gracias a las transferencias de energía (calor) y

de masa. Estos procesos se desarrollan en el interior y su conocimiento nos ayuda a

saber si su funcionamiento será correcto. Por lo tanto, a continuación pasaremos a

analizar los agentes que intervienen directamente en estos flujos.




69

Recurso solar (Gs)

De las ecuaciones utilizadas para el cálculo de la energía solar disponible se debe

considerar los siguientes puntos fundamentales en el diseño de destiladores solares:

Gs: El destilador solar aprovecha la radiación directa y difusa para poder llevar a

cabo el proceso térmico de transferencia de calor y masa.

Grv:La radiación al llegar al vidrio sufre reflexión, absorción y transmitancia por lo

tanto la radiación que entra al destilador es: Gs (1- αg) donde αg, es un factor que

incluye la reflexión y la absorción de la radiación solar en el vidrio.

Grw, Grf: La radiación que ingresa al destilador choca contra la superficie del agua,

parte es reflejada y parte es absorbida y la mayoría llega al fondo de la charola en la

cual parte de la radiación es nuevamente refleja y parte la mayor es absorbida,

siendo esta:

𝐺𝑠 𝑔 𝑎

Donde: αa es un factor que incluye la reflexión y absorción por el agua y la reflexión

por el fondo del destilador. Los valores de αg y αa son 0.1 y 0.3 respectivamente.




70

6. TECNOLOGÍA SOLAR.

6.01. APLICACIONES DE LA TECNOLOGÍA SOLAR.

Directa: Una de las aplicaciones de la energía solar es directamente como luz solar,

por ejemplo, para la iluminación de recintos. En este sentido, cualquier ventana es

un colector solar. Otra aplicación directa, muy común, es el secado de ropa y

algunos productos en procesos de producción con tecnología simple.

Térmica: La energía solar térmica o energía termosolar consiste en el

aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse

para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo

de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción, o para producción de

energía mecánica y, a partir de ella, de energía eléctrica. Adicionalmente puede

emplearse para alimentar una máquina de refrigeración por absorción, que emplea

calor en lugar de electricidad para producir frío con el que se puede acondicionar el

aire de los locales

Fotovoltaica: La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce

electricidad de origen renovable obtenida directamente a partir de la radiación solar

mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o bien

mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de

película fina.

Sistemas pasivos: Los sistemas solares pasivos se utilizan principalmente para

captar y acumular el calor proveniente de la energía solar. Se los llama pasivos ya

que no se utilizan otros dispositivos electromecánicos (bombas recirculadoras,

ventiladores, etc) para recolectar el calor. Esto sucede por principios físicos básicos

como la conducción, radiación y convección del calor. Para poder calcular la

capacidad de almacenamiento de un material determinado, necesitamos conocer




71

sus propiedades como la densidad y el calor específico, que vienen dados

respectivamente por las siguientes Ecuaciones:

𝝆= 𝑽

Donde:

𝜌: Densidad del material

𝑚: Masa del material

𝑉: Volumen del material

𝑸 = 𝑪 Δ

Donde:

𝑄𝑠: Calor Total almacenado por el material.

𝑚: Masa del material.

𝐶𝑝: Calor especifico a presión constante del material.

Δ𝑇: Cambio de temperatura asociado al proceso.

Sistemas activos: captan la radiación solar por medio de un elemento de

determinadas características, llamado "colector"; según sea éste se puede llevar a

cabo una conversión térmica aprovechando el calor contenido en la radiación solar

(a baja, media o alta temperatura), o bien una conversión eléctrica, aprovechando la

energía luminosa de la radiación solar para generar directamente energía. Las

temperaturas alcanzadas en este tipo de sistemas oscilan entre los 50ºC y 100ºC.

En este caso el almacenamiento de energía se puede dar por cualquiera de los

mecanismos como: calor sensible, cambio de fase, reacciones químicas y estanques

solares. Este sistema trabaja en dos etapas al igual que en el caso anterior: durante

el día almacena calor y lo cede por la tarde o noche.




72

6.02. LOS SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR.

En la actualidad, la energía solar está siendo aprovechada para fines

energéticos a través de dos vías basadas en principios físicos diferentes. Por un

lado la vía térmica. Los sistemas que adoptan esta vía absorben la energía

solar y la transforman en calor. Por otro lado, la vía fotovoltaica este permite la

transformación directa de la energía solar en energía eléctrica mediante las

llamadas "celdas solares" o "celdas fotovoltaicas". Dichas celdas hacen posible

la producción de electricidad a partir de la radiación solar debido al efecto

fotovoltaico, un efecto por el que se transforma directamente la energía

luminosa en energía eléctrica y que se produce cuando la radiación solar entra

en contacto con un material semiconductor cristalino.

Los sistemas basados en la condición térmica también pueden hacer posible el

aprovechamiento de la energía solar en forma de energía eléctrica, siguiendo

un método "indirecto". En efecto, algunos de estos sistemas absorben la

energía solar en forma de calor mediante un captador térmico y después la

transforman en electricidad mediante una máquina termodinámica.

6.02.01. SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS.

Habitualmente, se suele dividir a los sistemas de aprovechamiento de energía solar

por vía térmica en dos grupos.

Sistemas de aprovechamiento a baja y media temperatura.

Ofrecen posibilidades beneficios a corto plazo, tales como la producción de agua

caliente sanitaria, calefacción, climatización de piscinas, invernaderos, secadores,

etc. Normalmente, resulta conveniente en estos casos disponer de sistemas solares

con apoyo de algún sistema convencional de producción de energía, para garantizar

que el suministro energético es el adecuado, ya que, la energía solar tiene un




73

carácter disperso y semialeatorio para garantizar así la radiación solar suficiente

para la cobertura de las necesidades energéticas mediante el sistema solar. El

aprovechamiento de energía solar a baja temperatura se puede realizar a partir de

diferentes vías:

a. Mediante la utilización pasiva de la energía solar o arquitectura solar:

Arquitectos, promotores y constructores están aprovechando los beneficios

que ofrecen la energía solar, por lo que las viviendas construidas se adaptan

adecuadamente al entorno y al clima en el que se encuentran localizados,

evitando proyectos irracionales desde el punto de vista energético.

b. Mediante los sistemas solares basados en colectores: Un colector es un

instrumento que absorbe el calor proporcionado por el Sol con un mínimo de

pérdidas y los transmite a un fluido (aire o más frecuentemente, agua).

Generalmente se emplea para producir agua caliente de uso doméstico o

para hacer funcionar sistemas de calefacción.

Los hay de dos tipos:

Colectores planos: Los colectores planos funcionan a bajas temperaturas,

entre 80º y 60ºC y se utilizan principalmente para calentar o enfriar agua y

aire en las casas, pero también para: secar granos, obtener agua potable, en

albercas, lavanderías, embotelladoras, refrigeración, etcétera. Los colectores

planos tienen una eficiencia del 40% al 65% y hasta ahora son los

dispositivos solares más desarrollados y utilizados en el mundo.Se componen

esquemáticamente de una lámina plana, o placa, capaz de absorber

eficientemente la radiación solar y convertirla en calor, y de una serie de

tubos en buen contacto térmico con la placa, por los que circula un líquido

refrigerante (generalmente agua o agua con anticongelante). Este líquido que

circula por los canales de distribución sirve para transmitir el calor absorbido

por la placa a un sistema de producción de agua caliente o a un sistema de

calefacción. La lámina es habitualmente metálica (de cobre o acero




74

inoxidable, principalmente) y a menudo está recubierta de un tratamiento

selectivo especial para hacer que la absorbancia de la radiación solar por

parte de la superficie de la lámina sea más intensa. Para disminuir las

pérdidas de calor del colector, la parte posterior de la lámina posee un

aislamiento térmico, y la parte superior una cubierta de láminas transparentes

de cristal o -en algunos casos- plástico, que reduce las pérdidas de calor por

radiación y convierte al colector en una especie de invernadero.

Los colectores de concentración: se utilizan para instalaciones que trabajan a

media temperatura, Estos colectores concentran la radiación solar que recibe

la superficie captadora en un elemento receptor de superficie muy reducida

(un punto, una línea). Al ser el receptor más pequeño que en los colectores

planos puede estar fabricado a partir de materiales más sofisticados que

permiten una mejor absorción de la energía solar. Por otro lado, al recibir una

mayor cantidad de radiación solar. Los colectores de concentración son

capaces de proporcionar temperaturas de hasta 300ºC con buenos

rendimientos. Las centrales de colectores de concentración se utilizan para

generar vapor a alta temperatura con destino a procesos industriales, para

producir energía eléctrica, etc. Uno de los inconvenientes de la mayoría de los

colectores de concentración es que sólo aprovechan la radiación directa del

Sol, es decir, sólo aprovechan los rayos solares que realmente inciden sobre

su superficie. No son capaces, por el contrario, de captar la radiación solar

difusa. Por ello, no resultan convenientes en zonas climáticas que, aunque

reciben una aceptable cantidad de radiación solar, son relativamente

nubosas. Sólo resultan realmente eficaces en zonas auténticamente

soleadas.




75

Figura 27. Placa solar y tubos colectores del sistema

Los sistemas de aprovechamiento de energía solar a alta temperatura.

El aprovechamiento de energía solar, a alta temperatura, para producir electricidad

mediante vía termodinámica se basa en principios análogos a los que pueden

contemplarse en una central eléctrica convencional que quema carbón o petróleo.

Se consigue que la radiación solar caliente a alta temperatura un fluido primario (el

fluido calo-portador). Este fluido transmite el calor a un circuito secundario por el que

circula un segundo fluido que, luego de transformarse en vapor por la acción del

calor, pone en marcha una turbina acoplada a un alternador. En algunos casos, es el

propio fluido primario el que, convertido en vapor, acciona la turbina. Generalmente,

todas estas instalaciones solares tienen incorporado un dispositivo que permite

almacenar una cierta cantidad de energía en forma de calor para mitigar las

fluctuaciones en la radiación solar.

Figura 27. Planta Gemasolar de receptor central en Sevilla. Fuente:

www.torresolenergy.com (Torresol Energy)




76

Solar Fotovoltaica.

Se basan en un conjunto de "celdas solares o fotovoltaicas" fabricadas de un

material semiconductor cristalino, que, al ser incididas por la luz del sol, producen

una corriente eléctrica por efecto fotovoltaico. Para construir las celdas fotovoltaicas,

se utilizan compuestos que son capaces de suministrar una cantidad apreciable de

energía al recibir la radiación solar. Normalmente, las pilas fotovoltaicas que se

producen en el mundo se fabrican a base de silicio. El rendimiento de estas celdas

está entre 15% y un 25%, es decir, que sólo una pequeña parte de la energía

lumínica se aprovecha realmente en forma de energía eléctrica. Este rendimiento es

menor cuanta más alta es la temperatura.

Figura 28. Tipos de células fotovoltaicas.




77

7. ENERGÍA TERMOSOLAR.

7.01. APLICACIÓN Y DESARROLLO DE LOS SISTEMAS

TERMOSOLARES.

Se llaman sistemas termosolares de concentración (STSC) al conjunto de elementos

que utilizan la tecnología basada en la transformación de la componente directa de

la radiación solar en energía térmica a alta temperatura, y esta energía térmica en

electricidad y/o calor, bien para su utilización inmediata o bien como energía

almacenable en forma de calor o en forma química.

Figura 29. Proceso de obtención de energía.

La función del sistema captador es recibir y concentrar la radiación solar sobre el

receptor – absorbedor, donde la energía radiante se convierte en energía térmica

(normalmente, en forma de aumento de entalpía de un fluido) que, finalmente, se

transforma en otra forma de energía apta para su utilización. La Figura 29 muestra el

proceso de forma esquematizada, donde intervienen todos los elementos en este




78

tipo de sistemas. Las pérdidas en cada caso hay que estudiarlas para intentar

minimizarlas para obtener el mayor rendimiento.

En el caso de una planta termosolar de receptor central, el sistema concentrador es

un conjunto de espejos móviles (helióstatos) que lleva la radiación a un absorbedor,

normalmente colocado en la parte alta de una torre –por lo que a estos dispositivos

también se les llama de torre central–, donde se produce la transformación deseada

de la radiación solar concentrada incidente en energía térmica de un fluido de

transporte.

7.02. TECNOLOGÍAS DE TRANSFORMACIÓN SOLAR TÉRMICA.

En la actualidad, cuatro son las principales tecnologías que se utilizan en plantas de

Energía Solar Térmica por Concentración (ESTC o CSP: Concentrated Solar Power,

en inglés). Su clasificación se debe a la tipología de su sistema de concentración de

la radiación incidente (ver Figura 29). Se distinguen:

Centrales de torre o de receptor central, captadores cilindro parabólicos,

concentradores lineales Fresnel y discos parabólico Stirling.

Figura 29. Esquema de funcionamiento de las distintas tecnologías de transformación solar

termoeléctrica Fuente: Solar PACES, Energía Solar Térmica de Concentración. Perspectiva

Mundial 2009.




79

7.03. CENTRALES DE TORRE.

Los helióstatos captan la radiación solar y la dirigen hacia el receptor. Están

compuestos por una superficie reflectante, una estructura que les sirve de soporte, y

mecanismos que permiten orientarlo para ir siguiendo el movimiento del Sol.

El receptor transfiere el calor recibido a un fluido de trabajo, que puede ser agua,

sales fundidas, etc. Este fluido se encarga a su vez de trasmitir el calor a otra parte

de la central termosolar, donde se obtiene vapor a alta temperatura para producción

de electricidad mediante el movimiento de una turbina.

La torre sirve de soporte al receptor, que se sitúa a cierta altura sobre el nivel de los

helióstatos con el fin de evitar, o como mínimo reducir, las sombras y los bloqueos.

Las elevadas temperaturas (entre 500ºC y 800ºC) que pueden llegar a alcanzar los

fluidos con esta tecnología permiten su aplicación no sólo para accionar ciclos de

vapor, sino también para turbinas de gas y sistemas de ciclo combinado. Estos

sistemas pueden lograr hasta el 35% de eficiencia pico y el 25% de eficiencia

eléctrica solar anual cuando acompañan a una central térmica de ciclo combinado.

El objetivo de nuestro proyecto, no es alcanzar esas temperaturas, si no la

necesarias para que la destilación consiga un rendimiento apropiado a la demanda.

La tecnología de torre puede incorporar un almacenamiento de energía de hasta 15

horas, de modo que el sistema puede proporcionar energía aún en condiciones de

nubosidad o de noche. En la actualidad, la solución más utilizada es el uso de un

tanque de almacenamiento de agua/vapor o sales fundidas que acumula la energía

para ser distribuida en otro momento; en nuestro caso, vamos a usar como

almacenamiento térmico, un lecho de piedras. De esta manera puede conseguirse

un funcionamiento continuo de la planta a lo largo de las 24 horas del día.

La tecnología de receptor de torre ha sido probada con éxito durante varios años en

la Plataforma Solar de Almería (centrales Solar-One y Solar-Two). En la actualidad,

existen solamente tres centrales de este tipo localizadas en España (PS10 y PS20,




80

de 11MW y 20MW, respectivamente, y agua como fluido de trabajo; y Gemasolar

(Figura 9), de 17MW, con tecnología de sales fundidas y almacenamiento de 15

horas), al tiempo que ya se están construyendo diferentes proyectos de mayor

tamaño en Estados Unidos.

8. DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA TERMOSOLAR DE RECEPTOR

CENTRAL PARA SU APLICACIÓN A LA DESTILACIÓN SOLAR.

8.01. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA.

En las centrales de torre o de receptor central, un campo de cientos o miles de

reflectores planos llamados helióstatos, orientados individualmente según la posición

del Sol, dirigen la radiación solar para concentrarla unas 600-1.000 veces en un

receptor que se sitúa en la parte superior de la torre. Este receptor transfiere el calor

del sol a un fluido (generalmente agua o sales fundidas) que fluye a través de éste.

Después de esto, el fluido puede ser transferido, de forma opcional, a un tanque de

almacenamiento, desde donde pasará finalmente a un sistema de conversión de

potencia, que transformará la energía térmica del fluido. De este modo, una central

de torre o receptor central está compuesta por seis componentes principales: los

helióstatos, incluyendo sus sistemas de orientación; el receptor; los sistemas de

transferencia e intercambio de calor; el sistema de almacenamiento térmico, el

sistema de conversión de potencia y los sistemas de control. En muchos estudios

sobre energía solar se ha observado que el campo de colectores representa el

mayor coste del sistema; por ello, es necesario un ciclo eficiente que obtenga la

mayor conversión posible de la energía captada. El funcionamiento de esta

tecnología se basa en tres elementos característicos (Espejo y García, 2010), que se

pueden apreciar en la Figura 30:




81

Figura 30. Funcionamiento de planta de receptor central. Fuente: www.torresolenergy.com

(Torresol Energy)

Las centrales de torre o sistemas de receptor central usan espejos estáticos o con

sistemas de seguimiento solar, llamados helióstatos, que concentran la radiación

solar y la reflejan en un receptor situado en lo alto de la torre. Se han considerado

multitud de formas para el receptor situado en la torre, incluyendo receptores

cilíndricos y receptores de cavidad. La forma óptima del receptor depende de la

radiación interceptada y absorbida, de las pérdidas térmicas, los costes, y del diseño

del campo de helióstatos.

Existen tres configuraciones principales para el conjunto del campo de colectores o

helióstatos y el sistema receptor situado en la torre. En el primero, los helióstatos

rodean completamente a la torre, y el receptor, que es cilíndrico, posee una

superficie exterior que permite transferir el calor al fluido interior. En la segunda, los

helióstatos se sitúan al norte de la torre (hablando del hemisferio norte), y el receptor

tiene una superficie de transferencia de calor encerrada en una cavidad. En el

tercero, los helióstatos están igualmente situados al norte de la torre, pero en este




82

caso el receptor es un plano vertical que tiene la superficie de transferencia de calor

orientada al norte.

Para un gran campo de helióstatos, la mejor opción es usar un receptor cilíndrico

conjuntamente con un ciclo Rankine de vapor. Sin embargo, otra posibilidad es usar

turbinas de gas en un ciclo Brayton. En este caso, los receptores de cavidad, con

mayores ratios de altura de torre/área del campo, son más convenientes. En nuestro

caso optaremos por un receptor cilíndrico.

El ciclo Brayton resulta en mayores eficiencias pero está limitado por la necesidad

de un receptor de cavidad, que reduce el número de helióstatos que se pueden

utilizar, limitando con ello también la potencia de la planta. El ciclo Rankine, por su

parte, posee dos ventajas principales frente al ciclo Brayton. La primera es que los

coeficientes de transferencia de calor son altos, permitiendo grandes densidades de

energía en pequeños receptores. La segunda es que suele utilizar receptores

cilíndricos, que permiten mayores campos de helióstatos, repercutiendo de manera

muy importante en la potencia final de la planta.

Los diseños ejecutados hasta la fecha, que comparten la idea de utilización de un

ciclo Rankine, difieren principalmente en el fluido utilizado en el receptor. Las

centrales PS10 y PS20 utilizan agua como fluido caloportador, alcanzando unas

temperaturas en torno a los 250ºC (Figura 31).




83

Figura 31. Esquema de funcionamiento de la PS10. Fuente: www.abengoasolar.com (Abengoa

Solar)

En este tipo de centrales, como Gemasolar, las sales fundidas suelen calentarse

hasta los 565ºC aproximadamente, lo que permite generar vapor a elevada

temperatura para su uso en el ciclo, además de facilitar el almacenamiento térmico.

El esquema de funcionamiento de este tipo de plantas puede observarse en la

Figura 31.

Figura 31.Esquema de funcionamiento de una central de receptor central con almacenamiento

de sales fundidas. Fuente: Google Images.

8.02. ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA.

Los principales elementos de los que consta una central termosolar de receptor

central son los siguientes:

El campo solar

Campo de helióstatos




84

Sistema de seguimiento solar

Torre y receptor central

Fluido de transferencia

Sistema de almacenamiento

Ciclo de vapor

Generador

Turbina

Condensador

Hibridación

Sistema de conversión a la red

8.02.01. EL CAMPO SOLAR.

Campo de helióstatos.

Cuando una aplicación requiere valores de radiación solar extremadamente altos, se

recurre al uso de multitud de espejos, también llamados helióstatos que, gracias a la

acción de un servomecanismo que permite seguir el movimiento del sol, se usan

para reflejar la radiación solar directa incidente en un foco común.

Estos espejos, que junto con la torre central representan el elemento más

característico de este tipo de plantas termosolares, también son su elemento más

costoso, llegando a suponer entre el 30-50% de su coste total de construcción.

Cada helióstato de una planta de receptor central tiene entre 10 y 150m2 de

superficie reflectante, formada generalmente por varios espejos ligeramente

cóncavos instalados sobre un pilar en común para reducir costes.

El diseño convencional de los helióstatos consiste generalmente en una plancha de

acero como medio de soporte, una capa adhesiva, una capa protectora de cobre,

una capa de plata reflectora, y por último una gruesa




85

capa protectora de vidrio. Son los llamados helióstatos vidrio/metal. Diseños

alternativos incorporan nuevos adhesivos y compuestos, e introducen capas más

finas que permiten reducir el coste de materiales y el peso del conjunto.

La estructura soporte hace de unión entre el colector y la cimentación. Normalmente

se trata de una estructura metálica que se diseña en función del helióstato al que ha

de aportar rigidez.

Debe soportar las cargas más desfavorables a las que pueda verse sometido, tanto

por el peso y dimensiones del espejo como por la carga del viento.

La estructura posee un motor eléctrico que permite la orientación del espejo

mediante giros en acimutal y en altura. Estos giros son controlados por un ordenador

central que, en condiciones normales, mantiene a todos los espejos del campo

orientados de forma que reflejen los rayos del sol al receptor central.

Figura 32. Detalle de los helióstatos. Fuente: Google Images.

En cuanto a la distribución de los helióstatos en el campo solar, cada vez más se

recurre a complejos programas de software que tratan de optimizar, atendiendo a

factores económicos, la superficie disponible y la potencia solar suministrada. Estos

programas tienen en consideración para sus cálculos, entre otros, los efectos del




86

viento y los problemas de sombras y apantallamientos (un espejo puede estar

apantallado en la luz que refleja hacia lo alto de la torre por los espejos vecinos

situados entre él y la torre) habituales en los campos solares.

Aunque la distribución de cada espejo sobre el campo solar requiere de grandes

cálculos para ser optimizada, las configuraciones principales del campo se reducen

a dos posibilidades: campo norte y campo circular. Según la latitud del

emplazamiento y el tamaño de la central, se elegirá una u otra configuración. En

general, cuanto más lejos se encuentra la central del ecuador, mayor es la eficiencia

de un campo norte respecto a uno circular. Sin embargo, el campo norte requiere de

torres más altas –lo que implica mayores costes- que el campo circular para una

misma potencia térmica en el receptor. Así pues, para centrales de gran tamaño

será conveniente un campo circular en detrimento de un campo norte.

Sistema de seguimiento solar.

Como ya se ha comentado, la estructura encargada de aportar rigidez a los espejos

del helióstato suele llevar integrado el mecanismo de orientación del mismo.

Generalmente se trata de un actuador electromecánico que aúna en una misma

carcasa los mecanismos de elevación y azimut. De este modo se garantiza la

protección, rigidez y perfecta lubricación de ambos actuadores.

El mecanismo MASS de SENER (empresa de ingeniería, construcción e integración

de sistemas) presentado en la Figura 28 es uno de los más vendidos en el mundo

para aplicaciones CSP (Concentrated Solar Power), diseñado para cumplir con los

requisitos de las tecnologías termosolares de concentración (CSP) y fotovoltaica de

alta concentración (CPV).




87

Figura 33. Mecanismo de dos ejes MASS de SENER de altas prestaciones. Fuente:

www.sener.es (SENER)

Este mecanismo tiene un rango de elevación de 200º, mientras que el rango de

azimut se eleva hasta los 350º. Para alcanzar la orientación necesaria en cada

momento dispone de un alto rango de velocidad de seguimiento, que va desde los

0,5º/min hasta los 15º/min, asegurando además una precisión de 0,05º. Su vida útil

suele rondar los 30 años.

Sin embargo, este mecanismo por sí solo no permite efectuar el perfecto

seguimiento solar que es requerido. Para ello, es necesario que esté en

comunicación constante con el sistema de control central de la planta (Figura 29), a

través de la unidad de control que el helióstato lleva incorporado.

El sistema de control del campo solar garantiza, entre otros, la optimización del

consumo eléctrico del sistema de actuación de los helióstatos, así como la

distribución óptima del flujo solar incidente en el receptor, además de minimizar el

tiempo de desapunte del campo solar.

Para ello, el sistema de control lleva a cabo cálculos solares que deben tener en

cuenta los siguientes parámetros:

- Posición del Sol

- Posición de cada helióstato (en el campo solar y en relación al Sol)

- Modo de operación de cada helióstato




88

- Detección de errores en la comunicación entre los helióstatos y el control central

- Emergencias y generación de alarma

Figura 34. Sistema de control del campo solar.

8.02.02. TORRE Y RECEPTOR CENTRAL.

El receptor es la unidad donde se concentra la energía solar proveniente de los

helióstatos para transformarla en energía térmica en el fluido de trabajo. Para

conseguir que la energía que llega al receptor sea la máxima posible, éste debe

situarse en altura, reduciendo en lo posible los efectos de sombras y bloqueos que

pueden darse en el campo de helióstatos. En este sentido, la principal misión de la

torre es la de proporcionar un soporte en altura al receptor. Las torres construidas

hasta la fecha consisten en estructuras metálicas o de hormigón y pueden alcanzar

fácilmente los 150 metros de altura.

Los receptores buscan cumplir con una serie de puntos comunes:

Tamaño óptimo para minimizar pérdidas térmicas

Alto flujo de radiación incidente




89

Diseño optimizado para trabajar a los límites máximos de temperatura de los

componentes metálicos

Máxima eficiencia térmica

Los distintos receptores pueden clasificarse atendiendo a distintas características,

como pueden ser el mecanismo de transferencia de calor o el fluido empleado. Sin

embargo, la principal diferencia entre unos receptores y otros es su geometría. Así,

los receptores suelen clasificarse en dos categorías: receptores de cavidad y

externos, que a su vez pueden ser planos o cilíndricos.

Los receptores tipo cavidad (Figura 34) suelen tener forma de paralelepípedo con

una cara abierta y orientada hacia el campo de colectores, que se cierra con una

cubierta aislante durante las horas de paro para reducir las pérdidas de calor por

convección y radiación y que, en algunos casos, puede incluso protegerse mediante

una lámina de cristal de cuarzo. Los receptores de cavidad pueden ser de eje

vertical (se emplean cuando los helióstatos estén muy próximos a la torre) o de eje

horizontal (ofrecen mayores ventajas cuando la torre sea pequeña) y tienen una

abertura por la que penetran los rayos solares reflejados. Dentro de la cavidad se

puede conseguir una absorción de luz de hasta un 95 %, y relaciones de

concentración comprendidas entre 300 kw/m2 y 3500 kw/m2 . Esta absorción se

puede lograr mediante una correcta disposición de tubos negros por donde circula el

fluido de trabajo, que se tiene que adaptar correctamente a la cavidad para evitar

pérdidas de energía al exterior.

Las caras restantes se aíslan térmicamente, a fin de limitar la disipación de calor al

exterior y proteger la estructura de la torre frente a choques térmicos. La superficie

interior de estas caras, que es la superficie absorbente propiamente dicha, está

recorrida por un serpentín por el que circula el fluido térmico (Jutglar, 2004).




90

Se procura que la relación entre la superficie total absorbente y la superficie de

apertura sea lo más elevada posible, a fin de minimiza las pérdidas de calor por

rerradiación y conseguir que se acerque al comportamiento del cuerpo negro.

Figura 34. Receptor de cavidad de la central CESA 1, en la Plataforma Solar de Almería.

Fuente: Google Images

Por el contrario, los receptores externos (Figura 35) están formados por tubos

absorbentes que conforman la superficie lateral del receptor y abarcan todo el

perímetro de la torre, de forma que las pérdidas térmicas que se producen por

convección y radiación hacia el ambiente son mucho mayores que en los receptores

de cavidad. Los receptores externos se diseñan como volúmenes de revolución. Se

pueden clasificar en planos, cilíndricos y semicilíndricos. Los tubos absorbentes se

disponen externamente, formando la superficie lateral del receptor. El principal

inconveniente de este tipo de receptores se encuentra en las pérdidas térmicas que

se producen al exterior, por convección y radiación, que son mucho mayores que los

receptores de cavidad.

Por el mecanismo de trasferencia de calor, se diferencian receptores de absorción

directa y de absorción indirecta, contando entre éstos con los tubulares, lo de placa y

los volumétricos, ya sean atmosféricos (TSA) o presurizados.




91

En función del fluido de trabajo, se distinguen receptores de agua – vapor, con

evaporación y sobrecalentamiento o sólo evaporación (PS 10), aire, sales fundidas o

sodio fundido, entre otras.

Figura 35. Tipos de receptores.




92

Figura36. Receptor cilíndrico vertical de la central Gemasolar. Fuente:

www.torresolenergy.com (TorresolEnergy)

Fluido de transferencia.

El calor se transporta, desde el receptor hasta el punto de demanda, mediante un

fluido caloportante y se almacena en depósitos térmicos a fin de adecuar, en la

medida de lo posible, la producción a la demanda.

Los fluidos térmicos utilizados son los siguientes (Jutglar, 2004):

Agua/vapor. El receptor actúa como una caldera de vapor, recibe agua a

presión, superior a la atmosférica, y produce vapor recalentado a la misma

presión, que se conduce hasta la turbina de vapor. Presenta las ventajas,

frente a las sales fundidas y el sodio fundido, de que trabaja con un circuito

único receptor-turbina.

Sales fundidas. Consiste en utilizar una mezcla de sales (mezcla eutéctica a

base de nitratos y nitritos de sodio y potasio), con un punto de fusión

apropiado para la generación de vapor. La mezcla, en estado líquido, circula

por el circuito primario, normalmente presurizado con nitrógeno, que

transporta el calor hasta el circuito secundario, que es el encargado de

producir vapor y mover el grupo turboalternador. La ventaja de la mezcla de

sales se basa en las propiedades siguientes: elevada conductividad (permite

trabajar con intercambiadores de calor más compactos), calor específico

elevado (permite transportar gran cantidad de calor por kilogramo del fluido) y

punto de fusión elevado (permite almacenar calor a alta temperatura y en un

espacio reducido). Debe preverse un sistema de protección para evitar que en

el interior de los tubos del receptor se alcancen temperaturas superiores a la

temperatura máxima de estabilidad de las sales utilizadas.

Sodio líquido. Debido a las propiedades termodinámicas del sodio fundido

pueden alcanzarse tasas muy elevadas de flujo de calor, entre 1,2 y




93

1,75MW/m2, lo que permite construir receptores muy compactos y de alto

rendimiento. La dificultad más importante para el empleo de este fluido la

constituye la capacidad de reaccionar con el agua. Esta reacción es muy

violenta, altamente exotérmica y genera hidrógeno, por lo que el riesgo de

explosión es muy elevado y, en consecuencia, las medidas de seguridad han

de ser muy estrictas.

Aire. Se utiliza en receptores metálicos perforados por una malla de poros; la

radiación reflejada incide sobre la superficie exterior de esta malla y el aire

ambiente se hace circular por el interior de los poros y luego se conduce al

punto de demanda de calor. Los receptores centrales basados en aire se

suelen dividir en dos tipos principales: los que emplean aire presurizado y los

que utilizan aire no presurizado. Los receptores de aire presurizado

normalmente se emplean en el ciclo de gas Brayton o en las plantas de CSP

de ciclo combinado; mientras que los de aire no presurizado suelen estar

incluidos en plantas de tipo de ciclo de agua Rankine. Este sistema es el

que aplicaremos en nuestro sistema de destilación solar.

Figura37. Receptor volumétrico de torre para aire (centrales termosolares.com).




94

8.02.03. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO.

La radiación solar no puede almacenarse. Sin embargo, sí es posible hacerlo con la

energía térmica que transporta el fluido caloportador, lo que permite a la planta

operar en períodos de ausencia o alta variabilidad de la radiación solar. En la

actualidad, la solución utilizada en las termosolares para conservar esta energía

térmica es la del almacenamiento en dos tanques de sales fundidas.

El sistema consiste en dos grandes depósitos térmicos, uno caliente y otro frío

(Figura 38). El fluido térmico caliente, que sale del receptor, se dirige al depósito

caliente, el cual se mantiene al nivel térmico requerido por el ciclo de potencia. En el

depósito frío se acumula el fluido térmico enfriado, que ya ha agotado su capacidad

de ceder calor y retorna a lo alto de la torre, a la menor temperatura posible. Debido

a la existencia de estos dos depósitos, el depósito caliente puede acumular calor

cuando la producción solar supera la demanda.

Figura38. Isla de potencia y sistema de almacenamiento de sales fundidas de la central

Gemasolar Fuente: Torresol Energy.




95

Las ventajas de almacenar parte del calor absorbido durante las horas de sol

pueden resumirse en los siguientes puntos:

Permite alcanzar un mayor coeficiente de utilización.

Elevada eficiencia energética.

Menor coste relativo por unidad producida.

Mayor número de horas de rendimiento para el destilador.

Reduce el número de ciclos de parada y arranque del sistema de generación.

Se evitan los problemas causados a la red de distribución por otras fuentes de

energías renovables como la fotovoltaica o la eólica.

9. DISEÑO DE LOS COMPONENTES DE LA FASE SOLAR PARA

ACELERADOR DE DESTILACION SOLAR.

9.01. LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA.

Para comprobar modelos acerca de la radiación solar anual, existen muchas páginas

de diversos organismos como AEMET, que permiten obtener predicciones de los

fenómenos meteorológicos en una determinada localización.

Este proyecto plantea una supuesta ubicación de un complejo donde iría el

acelerador de destilación solar en Castilleja del Campo, provincia de Sevilla, pues en

las zonas cercanas, se ubican Termosolares cuyo rendimiento está probado. Esto es

debido, a que es una zona con una radiación anual buena para este tipo de

ingeniería.

9.02. DIMENSIONADO DE LOS COMPONENTES DEL CAMPO SOLAR.

Para dimensionar el campo de helióstatos hay que tener en cuenta algunos datos

importantes, entre los que se encuentran:




96

La potencia demandada.

La radiación solar directa

El tamaño de los helióstatos

La altura de la torre

La geometría del receptor

Hoy en día, para conseguir altos rendimientos en los helióstatos, se usan programas

informáticos como SENSOL (desarrollado por SENER) o NSPOC (Nevada Solar

Plants Optimization Code), creados en exclusiva para esta tarea debido a su elevada

complejidad. No sólo hay que disponer los helióstatos alrededor del receptor de

modo que cubran el campo de la forma más eficiente posible, sino que además hay

que tratar de evitar en lo posible los fenómenos de sombras y apantallamientos entre

ellos.

Para conseguir el objetivo térmico del calentamiento que nos dará un aumento en la

destilación, haremos la elección un campo semicircular y, por consiguiente, un

receptor cilíndrico vertical. Ya que, debido a la latitud donde se localiza la

instalación, habrá más helióstatos en la zona norte que en la sur (hablando siempre

del hemisferio norte). De este modo, y debido al ángulo de incidencia de la radiación

solar, ésta se consigue aprovechar de manera más eficiente. En consecuencia, los

campos circulares suelen tener en realidad una forma ovalada, como puede verse

en la siguiente figura.




97

Figura39. Campo de helióstatos para 0º, 20º y 60º de latitud. Fuente: www.nspoc.com (Nevada

Software)

Por simplicidad en los cálculos, en este proyecto se han usado los cálculos como si

de un campo circular se tratase.

Los elementos a calcular son:

Número de helióstatos

Dimensión m2/helióstato (A)

Los metros de distancia entre sus puntos más alejados

Los metros de altura de torre (H)

Teniendo en cuenta estas especificaciones, y tras probar distintas configuraciones

para conseguir que cumpliesen con ellas, el campo de helióstatos se dimensiona del

siguiente modo:

• El primer anillo de espejos se supone a una mínima distancia de la torre de valor la

mitad de su altura, elegida según lo observado en otros proyectos. Esto permitirá la

incorporación, pegado a la torre, del anillo de potencia del destilador.

• Los anillos siguientes van incrementando de manera gradual su separación con los

anteriores para evitar los problemas de apantallamiento. Esta separación radial se

ha supuesto según el siguiente cálculo:

∆ √

( 𝒊

)

Donde “A” es la superficie de un helióstato (se supondrá cuadrado) e “i” es el

número de anillo en el que se desea realizar el cálculo. En la siguiente gráfica se

aprecia como a medida que aumenta el radio, también lo hace la separación radial.




98

Tabla 4. Distancia de cada anillo de heliostatos a la torre.

En el primer anillo se supone una separación acimutal entre colectores de 1,5 veces

su longitud característica (√), lo que daría un número de helióstatos igual a:

𝑵 𝒊 𝒊 √

La separación acimutal entre los espejos también va en incremento según la

distancia del anillo a la torre, tratando de evitar de esta manera los problemas de

sombras entre helióstatos contiguos. Esta separación se calcula de manera análoga

a la radial, e igualmente la separación podría ser distinta a la elegida:

∆ 𝒊 √

( 𝒊

)




99

Figura 40. Separación entre espejos ∆R y anillos ∆L.

De esta manera podemos calcular el número de heliostatos que necesitaríamos para

obtener un rendimiento óptimo.

𝑵 𝒊 𝒊

[√ ( 𝒊 )]

9.02.01. ORIENTACIÓN DE LOS HELIÓSTATOS.

Dado que el campo de helióstatos es el componente más costoso que tendremos en

nuestro proyecto, habrá que tomar como base del cálculo los datos obtenidos en

verano. Si se tomase un punto de diseño fuera de este período, con la consiguiente

disminución en la radiación, se estaría sobredimensionando la instalación para los

meses de verano, en los que habría que desenfocar algunos espejos para que no

sobrepasar la temperatura deseada.

Los concentradores de energía solar formados por campos de helióstatos se deben

diseñar para que funcionen en condiciones de máxima eficacia; en todo momento

los helióstatos se orientan de forma que, para cualquier posición del Sol, los rayos




100

que reflejen se dirijan a un punto fijo situado a una cierta altura sobre el nivel del

campo concentrador. Las relaciones fundamentales que regulan la dirección de cada

uno de estos helióstatos tienen que satisfacer las leyes de la reflexión de Snell y, por

lo tanto, los ángulos de los rayos solares incidentes y reflejados, respecto a la

normal a cada superficie especular, tienen que ser iguales, estando situados los

vectores que los definen, en cada instante, en un mismo plano.

Para la posición de los heliostatos aplicaremos las formulas recogidas en los

apartados anteriores correspondientes a: Latitud, declinación solar, ángulo horario, y

acimut.

La dirección de los rayos solares incidentes se puede definir por un vector unitario

función de los ángulos descritos en el apartado anterior (ver Figura 41).

Figura 41. Componentes del vector Fuente: Pedro Fernández Díez, Procesos termosolares en

baja, media y alta temperatura.

=(-sen ∅ sen z) +(-sen ∅ sen z +cos∅→k

La dirección de los rayos solares reflejados hacia el foco puntual situado en lo alto

de la torre, por un vector unitario .




101

- La normal al espejo en el centro geométrico del mismo, viene definida por un vector

unitario n ; la posición del Sol en el instante dado viene fijada por el vector s

apuntando hacia el centro del disco solar. Un espejo cualquiera viene localizado en

el concentrador por el vector n , tomando como referencia el foco puntual en el que

se supone colocado el receptor de energía.

La orientación de este heliostato se especificará por su normal unitaria n , de la

forma:

| |

Para optimizar el posicionamiento de cada heliostato, hay que aplicar los cálculos

trigonométricos comentados anteriormente, los cuales requieren de un extenso

desarrollo meramente mecánico. Como actualmente existen diversas herramientas

de cálculo que realizan estas funciones y no siendo este el objetivo del proyecto,

consideraremos que cada espejo tiene su inclinación óptima.

Otro de los aspectos que hay que considerar a la hora de situar nuestros heliostatos,

son las posibles pérdidas de energías. Las más importantes son:

Perdidas por captación. En el campo de helióstatos se producen una serie de

fenómenos que provocan pérdidas en la captación de la radiación. Estas pérdidas

pueden englobarse de la siguiente manera:

A. Pérdidas geométricas: las pérdidas geométricas se deben exclusivamente a

la geometría del campo solar, es decir, a las dimensiones y posiciones

relativas de los elementos que la integran (helióstatos, torre y receptor) y de la




102

posición del sol respecto a ellos, por lo que dependen fuertemente del tiempo.

Pueden distinguirse tres causas para estas pérdidas:

Pérdidas originadas por la reducción del área proyectada visible para el Sol,

causadas por la inclinación del eje óptico del helióstato con respecto a la

trayectoria de los rayos solares. Estas pérdidas son proporcionales al coseno

del ángulo de inclinación de la normal al helióstato con respecto a los rayos

solares, y se cuantifican mediante el llamado factor coseno.

Figura 42. Factor coseno

Pérdidas por sombras, que engloban tanto las producidas por unos

helióstatos sobre otros como por la torre o cualquier otro elemento sobre los

helióstatos. Causan también una reducción del área útil reflexiva.

Pérdidas por bloqueos, que cuantifican la fracción de radiación solar reflejada

por los helióstatos que no alcanza el receptor al resultar bloqueada por




103

helióstatos vecinos. A la hora de cuantificar las pérdidas geométricas, debe

tenerse en cuenta que pueden existir zonas de superficie reflexiva que están

a la vez sombreados y bloqueados, por lo que las pérdidas por sombras y

bloqueos deben cuantificarse en un solo factor (factor de sombras y

bloqueos).

B. Pérdidas por reflectividad. Los helióstatos no reflejan la totalidad de la

radiación solar que incide sobre su superficie reflexiva, ya que parte de dicha

radiación es absorbida por la misma. Las superficies de los colectores no son

perfectas, por lo que solo parte de la radiación incidente se refleja. Los

valores típicos de la reflectividad o reflectancia están alrededor del 90%, pero

este valor disminuye progresivamente conforme aumenta la suciedad en la

superficie, a un ritmo aproximado de 0,25% por día.

C. Pérdidas en la transmisión a través de la atmósfera. La radiación solar

reflejada por el helióstato sufre una atenuación, debida a procesos de

absorción y dispersión, en su camino entre la superficie reflexiva y el receptor.

Esta atenuación, que depende de las condiciones atmosféricas al nivel de la

superficie, será mayor cuanto mayor sea la distancia que recorre la radiación

reflejada.

D. Pérdidas en la captación de la radiación solar concentrada por el receptor.

Como consecuencia de las imperfecciones de las superficies reflexivas,

errores de apunte de los helióstatos, agrupamiento de la longitud focal de las

facetas por motivos de fabricación, etc., una parte de la radiación reflejada por

el campo de helióstatos que llega a las inmediaciones del receptor no alcanza

su superficie absorbedora. Este hecho se cuantifica mediante el llamado

factor de desbordamiento o spillage.

E. Factor coseno medio se han tomado los valores ya tomados en la zona por

estudios anteriores y que tiene un valor ηfc=0,814 Para el resto de pérdidas

que hay que cuantificar (ver Figura 43), tanto ópticas como geométricas, se

han supuesto los siguientes valores, basados en resultados del programa

NSPOC para una torre central y receptor cilíndrico que se situaría en Sevilla




104

(nspoc.com) y que podrían ser aplicables a la torre que vamos a colocar en

nuestro destilador solar.

- Eficiencia por efectos de sombras y bloqueos. ηsb=0,92

- Reflectividad o reflectancia. ηr=0,91

- Eficiencia por atenuación atmosférica. ηaa=0,92

- Factor de intercepción o desbordamiento. ηfi=0,91

Figura 43. Tipos de pérdidas ópticas. Fuente: Google Images.

F. Perdidas en la conversión fototérmica. La conversión de la energía radiante

en energía térmica tiene lugar en el receptor, donde se producen una serie de

pérdidas:

Pérdidas por radiación. Las pérdidas por radiación pueden desglosarse

en pérdidas por reflexión, que dependen de la absortividad de la

superficie absorbedora (la fracción no absorbida será reflejada hacia el

exterior) y pérdidas por emisión, que dependen de la temperatura y de

la emisividad de la superficie absorbedora.

Pérdidas por convección, natural o forzada (causada por el viento),

desde la superficie absorbedora al aire de los alrededores. Son




105

proporcionales a la diferencia de temperatura entre la superficie

absorbedora y el ambiente.

Pérdidas por conducción desde el absorbedor a los elementos

estructurales y auxiliares en contacto con el receptor, también

proporcionales a la diferencia de temperatura entre el absorbedor y

estos elementos.

9.03. RECEPTOR SOLAR.

Es importante conocer qué tipo de receptor va a tener instalado la planta. A

modo comparativo, se van a desarrollar las ventajas e inconvenientes entre

los receptores de tubos y los receptores volumétricos (Figura 44).

Figura 44. Modelos de receptores.

En los receptores tubulares se obtiene una menos radiación solar sobre una

superficie, se consiguen altas temperaturas a la entrada que provoca un

aumento de las pérdidas IR y existen paredes, es decir, dos superficies de

transferencia de calor donde se producen más pérdidas. La Figura 45 refleja

estas ventajas e inconvenientes de forma gráfica:




106

Figura 45. Funcionamiento receptor de tubos.

Los receptores volumétricos, la radiación en un volumen aumenta,

produciéndose una mayor concentración. Además, se producen temperaturas

mayores a la salida, lo que se traduce en una reabsorción de la radiación IR.

También cuentan con una pared de absorción y transferencia, pero con una

mayor superficie, produciéndose una mayor transferencia de calor al aire. De

forma global, se producen menores pérdidas convectivas. En la Figura 46 se

muestran estas ventajas e inconvenientes:




107

Figura 46. Funcionamiento de receptor volumétrico

En lo dicho hasta ahora, se podría decir que los receptores volumétricos

tienen mayores prestaciones y son más eficaces que los receptores tubulares,

pero presentan una serie de problemas que hay que tener muy presentes:

Presentan dificultad para controlar el caudal de aire (placas perforadas,

diseños modulares, diafragmas…).

Eficiencias experimentales menores de las esperadas.

Fallo y mal funcionamiento del receptor, produciéndose la destrucción

del absorbedor.

Además estudios teóricos apuntan a un reparto no homogéneo del caudal en el

receptor, como se observa en la Figura 47.




108

Figura 47. Reparto de caudal en el receptor

Figura 48. Radiación en el foco y distribución de temperaturas del aire tras el absorbedor.

El receptor, que vamos a situar en lo alto de la torre, ha de tener unas dimensiones

suficientes para:

a) ser capaz de absorber la mayor parte posible de la radiación solar reflejada por

los helióstatos.

b) conseguir que el aire que circule por el circuito de tubos alcance las temperaturas

necesarias de diseño.




109

La estructura está formada por una hilera de tubos verticales situados en su

diámetro, por el interior de los cuales fluye el aire.

En una primera aproximación, el perfil del receptor debe ser tal que, visto desde el

anillo más alejado de la base de la torre, en condiciones ideales, esté dado por la

intersección del cono solar reflejado y la superficie lateral del mismo.

Este cono solar es consecuencia de que el Sol no es un emisor puntual, y subtiende

un ángulo ξ de 32’ sobre la Tierra, como se puede apreciar en la imagen inferior

(Figura 49).

Figura 49. Cono de radiación solar. Fuente: Soteris Kalogirou, Solar Energy Engineering:

processes and systems. Academic Press, 2009.

Este mismo ángulo se daría en los rayos reflejados desde los helióstatos al receptor

si se considerasen los espejos perfectamente planos, algo que es imposible que

suceda en la realidad. Teniendo en cuenta este hecho, según la nomenclatura

presentada en la Figura 50, las dimensiones de partida del receptor habrían de ser

(Fernández, 2009):




110

Figura 50. Geometría del receptor.

𝝆

𝒊

𝒊

; siendo ξ = 32’ = 9,3·10-3 rad; H = la altura de la torre y 𝜃 el ángulo con la vertical

que forma la dirección de los rayos solares reflejados por el último anillo de espejos,

que tiene como valor:

(

)

Las dimensiones mínimas del receptor, serían:

𝒓

El aire recorre los tubos del receptor serpenteando hacia arriba y hacia abajo por 2

de los 4 paneles de los que está compuesto. Los paneles están compuestos por

varios tubos en paralelo conectados en los extremos a colectores comunes, y

pueden apreciarse en la Figura51. Por la otra mitad del receptor, el camino recorrido

por el aire es simétrico a través de los 2 paneles restantes. El número de tubos

totales de los que está compuesto el receptor es de 160, correspondiendo a cada

uno de los paneles 40 tubos. Esto quiere decir que el caudal total de aire se divide

en 40·2=80 tubos de 2m·8=16 m cada uno, a efectos de cálculo.




111

Figura 51. Distribución del aire a través de los tubos.

Tabla 4. Calor específico, cps (promedio) (J/kg·K)

Temperatur

a [°C]

Densidad

[kg/m3]

Viscosidad

absoluta

[Pa s]

Viscosidad

cinemática

[m2/s]

Constante

particular

[J/kg K]

Calor

específico a

presión

constante

[J/kg K]

Calor

específico a

volumen

constante

[J/kg K]

Coeficiente

de

dilatación

adiabática

0 1,29 1,71 × 10-5 1,33 × 10-5 287 1000 716 1,4

50 1,09 1,95 × 10-5 1,79 × 10-5 287 - - -

100 0,946 2,17 × 10-5 2,30 × 10-5 287 1010 723 1,4

150 0,835 2,38 × 10-5 2.85 × 10-5 287 - - -

200 0,746 2,57 × 10-5 3,45 × 10-5 287 1020 737 1,39

250 0,675 2,75 × 10-5 4,08 × 10-5 287 - - -

300 0,616 2,93 × 10-5 4,75 × 10-5 287 1040 758 1,38

400 0,525 3,25 × 10-5 6,20 × 10-5 287 1070 781 1,37

500 0,457 3,55 × 10-5 7,77 × 10-5 287 1090 805 1,36

Nota: Valores a 1 atm (1.01325×105 Pa).

Referencia: www.efunda.com1




112

Flujo de aire y temperatura a través de los tubos.

Existe una fuente de calor incidente, que es la que proviene del campo de

colectores, que calentará los tubos por radiación. Esto hará que el aire que circula

por su interior se calienten a su vez por convección. Además, los tubos, al estar a

una temperatura muy superior a la del ambiente, también intercambiarán calor con

éste fundamentalmente por radiación.

El circuito térmico equivalente para calcular las pérdidas por radiación es idéntico al

de una caldera acuotubular, con una superficie rerradiante entre los tubos cuya

radiosidad es igual a la de un cuerpo negro, emitiendo toda la radiación que

absorbe. En la Figura 52 se puede apreciar este circuito térmico, en la cual los

subíndices se refieren al aire o gas (g), al tubo (t) y a la superficie rerradiante (R).

Figura 52. Circuito térmico.

La potencia que llega al receptor (Qin) se puede calcular descontando a la potencia

solar que llega a los helióstatos las pérdidas enumeradas en apartados anteriores:

𝑸𝒊 𝑰 𝒓 𝒊




113

10. ALMACENAMIENTO TERMICO.

Desde el punto de vista del dimensionado y el diseño de un sistema de

almacenamiento, se debe tener en cuenta tanto los factores que afectan a la

capacidad del almacenamiento como los que inciden sobre el coste del mismo. La

capacidad de almacenamiento se medirá en horas de funcionamiento del destilador

a potencia nominal (no en términos de energía térmica almacenada).

Los principales factores técnicos a tener en cuenta son:

Alta densidad energética de la sustancia o material de almacenamiento.

Buena transferencia de calor entre el fluido de trabajo del campo solar.

Estabilidad mecánica y química de la sustancia de almacenamiento.

Compatibilidad química entre fluido de transferencia de calor, la sustancia de

almacenamiento y el material de los intercambiadores, en caso de existir.

Reversibilidad en los ciclos de carga y descarga.

Bajas pérdidas térmicas del sistema.

Control.

Esta capacidad de almacenamiento es posible gracias a los aislantes térmicos que

se emplean, llegando a crear, superficies casi adiabáticas, que tienen unas pérdidas

de 1º .Cº/día

Los parámetros característicos de un sistema de almacenamiento térmico para

plantas que empleen sales fundidas como fluido de trabajo son los siguientes:

Cantidad de energía que se puede almacenar.

Horas previsibles de almacenamiento.

Caudal de circulación.

El almacenamiento térmico remueve calor de un medio y lo añade a otro medio para

usarse en otro tiempo. El almacenamiento térmico puede ser económicamente

atractivo, si se aplica a una de las condiciones siguientes:




114

Las energías son de duración corta.

Las cargas son de naturaleza cíclica.

Las cargas ocurre con una frecuencia determinada.

El almacenamiento de energía solar se tiene que realizar teniendo en cuenta:

El tipo de colector solar

Las unidades de almacenamiento

Los aparatos de conversión (tales como acondicionadores de aire o motores),

cargas, suministros de energía auxiliares o suplementarios, etc.

Los sistemas de control.

La capacidad de almacenamiento óptimo de la energía solar es función de su

disponibilidad, que depende de:

La naturaleza de las cargas que se pueden esperar en el proceso

La forma en que se suministra la energía auxiliar

Un análisis económico que determina qué parte de las cargas totales de

energía deben ser de tipo solar y qué otras partes procedentes de otras

formas de energía.

Almacenamiento de energía en los procesos solares El almacenamiento de la

energía solar se puede hacer:

En forma de calor sensible, en el que el calor almacenado aumenta la

temperatura de un medio líquido, sólido o gaseoso

En forma de calor latente, como el calor de fusión en sistemas químicos.

En forma de calor sensible y latente, en el que el calor almacenado entraña

una variación de temperatura y un cambio de estado del sistema receptor

(sólido o líquido); la restitución del calor corresponde al cambio de estado

inverso.

En forma de energía química originada en algunas reacciones químicas.




115

En forma de energía mecánica que se puede transformar en energía potencial

mediante el almacenamiento de fluidos a ciertas alturas

En forma de sustancias obtenidas en procesos solares no energéticos, como

el agua destilada en un alambique solar que se puede almacenar en

depósitos para su utilización posterior.

La elección de los medios de almacenamiento de energía depende de la naturaleza

del proceso.

Calentamiento de agua, almacenamiento de energía bajo forma de calor

sensible.

Si se usan colectores de calentamiento para acondicionamiento de aire, el

almacenamiento puede ser tanto en forma de calor sensible como latente.

Si se usan procesos fotovoltaicos o fotoquímicos, el almacenamiento es en

forma de energía química.

10.01. TIPOS DE ALMACENAMIENTO TERMICO.

Los principales tipos de almacenamiento térmico utilizados son:

Estratificación. Cuando un estanque acumulador de agua caliente, presente un perfil

de Temperatura T = T (x), a lo largo de él, se pueden definir "estratos" o capas a

distintas temperaturas, esto implica que el acumulador presenta estratificación, esto

lleva a una reserva de aire (o agua) a baja temperatura en la parte inferior del

almacenador, para evitar que se mezclen y la temperatura se homogenice, las

paredes interiores del acumulador deben ser construidas con materiales de baja

conductividad.

Almacenamiento pasivo. Los almacenamientos pasivos se usan generalmente en el

acondicionamiento calorífico de edificios y tanto lo que sirve de colector como el

sistema de almacenamiento se encuentran incorporados en los distintos




116

componentes de mismo edificio, como: pisos, paredes, recipientes con agua y

techos. El tipo de almacenamiento de energía utilizado en estos sistemas es

generalmente por calor sensible (cambios de temperatura de los distintos

componentes del edificio), que explicaremos más delante. Debido a que en estos

sistemas las temperaturas de almacenamiento son bajas, usualmente menores de

40 °C, se requiere de grandes volúmenes del material que sirve como almacén.

Almacenamiento activo. La característica principal de los almacenamientos activos

es que estos utilizan un fluido de trabajo en movimiento que puede ser agua, aire,

aceites o algún otro fluido. Los principales componentes que intervienen en estos

sistemas son: el colector solar, la unidad de almacenamiento, sistemas de

conversión y control y el lugar donde se hace la descarga de energía. En este caso

el almacenamiento de energía se puede dar por cualquiera de los mecanismos antes

mencionados (calor sensible, cambio de fase, reacciones químicas y estanques

solares) y a continuación se presenta un análisis de cada uno de ellos.

Almacenamiento por calor sensible o capacidad calorífica.

I. Almacenamiento en agua.

El agua es el medio ideal de almacenamiento para sistemas activos y pasivos,

debido a que tiene una buena capacidad calorífica y por lo tanto una mayor

capacidad de almacenamiento. Esta también puede utilizarse en forma directa o

mediante el uso de cambiadores de calor y de manera continua a lo largo del día.

II. Almacenamiento en piedras o rocas.

Las rocas o piedras son un buen medio de almacenamiento. En sistemas activos,

generalmente se usa lechos de piedra bajo tierra o lechos empaquetados. Para este

tipo de almacenamiento térmico se utiliza el aire como fluido de trabajo que remueve




117

o adiciona el calor de la unidad de almacenamiento. En este caso, el calor por lo

general no puede ser adicionado y removido al mismo tiempo. Aunque las rocas o

piedras no tienen un calor especifico alto, son buenos como medio de

almacenamiento debido a que tienen una gran densidad, son de costo bajo, tienen

conductividad térmica baja y no tienen problemas de corrosión.

Almacenamiento en estanques solares. Un estanque común con agua es capaz de

captar una gran cantidad de energía solar a través de todos los días del año. Sin

embargo, la temperatura del agua permanece baja debido a que también hay

grandes pérdidas de energía por radiación, convección y evaporación

principalmente. Una manera de evitar esas pérdidas de calor es mediante el uso de

estanques con agua salada. Debido al aumento en la densidad del agua por efecto

de las sales disueltas, no se da el efecto de la convección dentro del estanque y

además esto permite que se desarrolle un gradiente de temperatura estable y

positivo hacia abajo. De esta forma, la temperatura del fondo es mayor que la que se

tiene en la superficie y por la tanto se evita la mayor parte de las pérdidas de calor

que se dan en la superficie del líquido. Para el caso de este proyecto, se centrará el

estudio del almacenamiento térmico en lechos de rocas, debido a que la fabricación

de este tipo de sistemas es fácil y su costo no es elevado.




118

Figura 53. Modos de operación de almacenamientos térmicos.

Almacenamiento en lecho de rocas. Una unidad de almacenamiento en lecho de

piedras o rocas (guijarros o cantos) Figura 54, se basa en la capacidad calorífica de

ciertos materiales ligeramente compactos, a través de los cuales se hace circular un

fluido, generalmente aire.




119

Figura 54. Unidad de almacenamiento de lecho compacto.

Para las aplicaciones de energía solar, los lechos de rocas tienen varias

características interesantes, como:

El coeficiente de transferencia de calor entre el aire y el material sólido es alto

El costo del material de almacenamiento es bajo

La conductividad térmica del lecho es baja cuando no circula aire a su través.

La cantidad de energía en forma de calor disponible se puede expresar como:

Donde:

qs: Flujo de calor sensible.

mp: Masa de las piedras.

cpp: Calor especifico de las piedras.

θ: Tiempo, h.

ho: Coeficiente de convención.

A: Área de las piedras.

ts: Temperatura de las piedras.




120

t: Temperatura del espacio a controlar la carga.

10.02. COMPONENTES DE UN ALMACENAMIENTO TERMICO CON

LECHO DE PIEDRAS.

Las partes que componen una unidad de este tipo de lecho compacto son:

Un contenedor.

Una estructura porosa para contener y apoyar el lecho.

Distribuidores de aire para el flujo en ambas direcciones que reduzcan al

mínimo el paso del aire.

El funcionamiento de este sistema consiste en aprovechar la radiación del sol

durante el día para el almacenamiento de calor y así satisfacer las necesidades

requeridas en el destilador por la noche.

Durante el funcionamiento, el flujo pasa a través del lecho en una dirección

aportando calor (generalmente hacia abajo) y en dirección contraria al extraer calor.

No se puede aportar y extraer calor de esta unidad al mismo tiempo; ésta es una

diferencia fundamental con los sistemas de almacenamiento de agua donde es

posible aportar y extraer calor simultáneamente.

Las necesidades de aislamiento en la superficie exterior del lecho de rocas son

mínimas, si el almacenamiento es para períodos de tiempo cortos, puesto que la

conductividad térmica del lecho en las direcciones radiales es baja.

10.03. DIMENSIONAMIENTO.

Para realizar el dimensionamiento del almacenamiento térmico, en primer lugar se

tiene que definir la carga de calor requerido por el destilador para de esta forma

establecer la masa de piedras del almacenamiento:

𝑸




121

Donde:

Qe: es el calor requerido por el destilador.

cpp: calor especifico de la piedra.

T2: Temperatura a la que puede calentarse una placa negra expuesta al sol.

T1: Temperatura ambiente.

Para definir el volumen de uno de los lechos de rocas, se tiene que establecer el

volumen de la masa de piedras sacando la cuarta parte de la masa total, que esta

dado por:

𝑽

𝝆

Vp: Volumen de lecho de piedras (Cuarta parte)

mp: masa de piedras.

ρp: densidad de la piedra.

La separación y la distancia recomendada entre los lechos de piedras es de 0,20m ó

0,30m, y permite la libre circulación del aire dentro del almacenamiento térmico, para

un calentamiento global de la masa de piedras.

Figura 55. Distribución del lecho de piedras.




122

11. POTABILIZACIÓN DEL AGUA DESTILADA.

En nuestro proyecto nos aseguramos de que el agua reúna las mejores condiciones

de salubridad. Para ello, en el proceso de evaporación dejaremos que incidan los

rayos UV al máximo, provocando una esterilización natural. Posteriormente a la

recolección del agua, remineralizaremos con el proceso de CO2 y lechos de calcita.

11.01. ELIMINACIÓN DE PATOGENOS DE FORMA NATURAL MEDIANTE

LOS RAYOS UV.

Este método se basa en varios puntos:

Es un método de tratamiento de agua que elimina los patógenos que

producen enfermedades transmitidas por el agua.

Es ideal para desinfectar agua destinada a consumo humano.

Es un proceso de tratamiento de agua que depende solamente de la

energía solar.

Es un método de purificación de agua antiguo pero escasamente

aplicado.

La situación del agua potable es precaria en numerosos países por cuanto que más

de la tercera parte de la población rural no tiene acceso a agua suficiente y limpia.

Las enfermedades diarréicas pueden transmitirse por el agua y son la causa de

muerte de más de tres millones de personas cada año. La desinfección solar puede

contribuir a mejorar esta precaria situación.

Con este sistema:

No cambia la calidad química del agua.

No altera ni el olor ni el sabor del agua.

No aumenta la cantidad de agua ni reduce su escasez.

Para que el sistema funcione:




123

Requiere agua relativamente clara (turbidez menor de 30 UNT = Unidades

Nefelométricas de Turbiedad).

Requiere radiación solar (tiempo de exposición: 5 horas bajo cielo despejado

o cubierto en un 50% o 2 días consecutivos bajo cielo totalmente cubierto).

El tratamiento es de tecnología simple que usa la radiación solar para inactivar y

destruir los microorganismos patógenos presentes en el agua.

Nuestro proyecto está diseñado para que los vasos de destilación siempre tengan

10cm de agua, que es la altura en la cual los rayos UV pueden penetrar hasta el

fondo del líquido.

Nuestra cubierta está diseñada con placas de policarbonato sin protección de rayos

UV y que son estupendos transmisores en el rango de la luz visible y ultravioleta.

El método de desinfección se basa en la sinergia de los efectos de la temperatura y

de la radiación UV-A (longitud de onda: 320-400 nm). La radiación con mayor

longitud de onda (>400 nm) no elimina las bacterias con suficiente efectividad y la

UV-B (280-320 nm) sólo se transmite a través de un vidrio especial (Pyrex) y llega a

la superficie de la tierra con muy baja intensidad. El PET (terephtalato de polietileno)

presenta una buena transmitancia frente a la radiación UV-A,

Como consecuencia de esto, la relación área de exposición / volumen de agua es

bastante baja, lo que significa que el agua no calentará hasta la mayor temperatura

posible y la intensidad de radiación UV-A se verá muy reducida en la parte baja, por

esto mismo, siempre tendremos 10cm de espesor de agua. Esto incrementa la

relación área de exposición / volumen de agua y por lo tanto mejora el proceso de

inactivación.

Razones por los vasos colectores del destilador no superen los 10cm de nivel de

agua:




124

Calentamiento más rápido y temperaturas máximas mayores en comparación

con mayores niveles de agua.

Eficiencia mayor en la inactivación de bacterias y virus.

Espectro de la radiación solar.

El sol irradia continuamente cantidades enormes de energía con longitudes de onda

que cubren el rango ultravioleta, visible y infrarrojo. No toda la radiación solar que

llega a las capas superiores de la atmósfera alcanza la superficie de nuestro planeta.

Figura 56. Indice máximo de radiación ultravioleta. Fuente AEMET.

La atmósfera terrestre actúa como un filtro selectivo de las diferentes componentes

de la radiación solar en su trayectoria hacia la superficie terrestre. Gases

atmosféricos y partículas cuyo tamaño es inferior a la longitud de onda de una

radiación específica dispersan preferencialmente radiaciones con longitudes de onda

cortas en comparación con las de longitud más larga. Asimismo la mayor parte de la

radiación con un rango de longitudes de onda entre 200 y 300 nm es absorbida por

la capa de ozono (O3) en la atmósfera superior.

Distribución global de la energía solar La intensidad de la radiación solar no está

distribuida uniformemente en la superficie terrestre y varia en función de la latitud,

altitud, estación y hora del día. El área geográfica más favorable se encuentra entre




125

15º y 45º de latitud Norte y Sur y corresponde a las regiones del planeta más

favorables para la implementación de tecnologías solares. Estas regiones

generalmente semiáridas se caracterizan por recibir mayor cantidad de radiación

solar, de la cual más del 90% llega como radiación directa debido a la baja

nebulosidad y escasez de lluvias (menos de 250 mm por año y generalmente más

de 3000 horas de sol al año).

La segunda zona más favorable se encuentra entre la linea del Ecuador y 15° de

latitud (N y S). Estas regiones se caracterizan por su alta humedad y frecuente

nubosidad, por lo cual la proporción de radiación dispersa es alta. En promedio,

estas áreas se benefician con unas 2500 horas de sol al año. Es importante destacar

que la mayor parte de los países en desarrollo se encuentran dentro de las zonas

más favorables entre 35°S y 35°N*. Por esta razón, pueden contar con la radiación

solar como fuente constante de energía, la cual puede ser explotada a bajo costo

para numerosas aplicaciones, incluso la desinfección solar del agua de consumo

humano.

La tasa de inactivación de los microorganismos aumenta con el decrecimiento de las

longitudes de onda, es decir la eficiencia de la desinfección aumenta cuando se

recorre el espectro de la radiación solar hacia las ondas cortas: luz visible UV-A UV-

B UV-C (<260 nm). La máxima absorción del ADN (ácido desoxirribonucleico)

corresponde a una longitud de onda de la radiación UV-C. Comparando la radiación

UV-A con la luz visible por ejemplo, más del doble de luz será necesaria cuando se

utilice solamente la luz visible para la inactivación de microorganismos.

En los países occidentales, la radiación solar recibida en la superficie terrestre ha

sido medida en las estaciones meteorológicas desde hace muchos años.

Variación estacional

La intensidad de la radiación ultravioleta UV-A varía tanto en función de la estación

(por los cambios en la inclinación terrestre) como de la hora del día.




126

Esta variación depende de la latitud y constituye el parámetro principal para la

determinación del clima en una zona. En comparación con regiones del hemisferio

sud o norte, la variación estacional de la intensidad de la radiación solar es menor en

regiones cercanas al ecuador

Turbiedad del agua

La turbiedad es utilizada como parámetro para caracterizar las propiedades ópticas

de los líquidos que contienen partículas suspendidas que provocan una absorción y

desviación de la luz. Como se muestra en la figura 1, turbiedades elevadas reducen

substancialmente la penetración de la luz en el agua y por consecuencia reducen la

eficiencia de desinfección por el método de tratamiento. Para asegurar una

desinfección suficiente y segura, el agua cruda debe tener una turbiedad baja

(menor de 30 UNT =Unidad Nefelométrica de Turbiedad). En nuestro proyecto el

agua a reutilizar pasa por un filtro previo.

Profundidad del agua

La radiación ultravioleta disminuye con el aumento de la profundidad del agua. En

una profundidad de 15 cm y con una turbiedad moderada de 26 UNT, la radiación

UV-A esta reducida a un 50%. La superficie inferior de color oscuro crea un

gradiente de temperatura y facilita la circulación del agua por convección, mejorando

asimismo la eficiencia de inactivación. En nuestro proyecto todos los vasos, se

han diseñado lo más planos posible y con una profundidad del agua no mayor

de 10 cm.

El oxígeno.

La luz solar tiene un impacto directo sobre los microorganismos. La radiación UV-A

es directamente absorbida por la materia orgánica. Por otra parte, la radiación solar

produce formas altamente reactivas del oxígeno, como radicales libres y peróxido de

hidrógeno, los cuales a su vez elimina a los microorganismos. Estos subproductos

agresivos para los microorganismos son formas temporales producidas por la acción




127

del sol en aguas oxigenadas, pero no tienen un efecto residual significativo una vez

que la muestra haya sido removida del sol. Este proceso ha sido denominado

"desinfección solar foto-oxidativa". Los microbios expuestos a los subproductos

reactivos del oxígeno son oxidados durante el tratamiento. Es de notar que el eje

vertical tiene una escala logarítmica, y la figura representa una disminución de

bacterias de un factor superior a 1000 en menos de 5 horas de exposición en

condiciones saturadas de oxígeno mientras la reducción es aproximadamente un

factor 10 durante el mismo periodo bajo condiciones anaerobias (sin oxígeno).

A nivel práctico, se puede aumentar la aireación y el contenido de oxígeno agitando

el agua cruda. Se logrará de esta manera favorecer la inactivación de los

microorganismos. Es particularmente importante proceder a tal aireación para aguas

estancadas como las de lagunas, tanques de almacenamiento y pozos.

Efectos de la radiación.

La radiación de ondas cortas induce efectos letales en las bacterias y virus. Cuanto

más cortas las ondas, más eficiente resulta la eliminación de los microorganismos.

La radiación afecta el ADN, los ácidos nucleicos y las enzimas.

Efectos de la temperatura.

Los microorganismos son sensibles al calor. Se destaca que no es necesario hervir

el agua para matar el 99.9% de los microorganismos: se obtiene el mismo efecto

calentando el agua a 50-60°C durante una hora.

El método de tratamiento se basa en el efecto sinérgico de la radiación y

temperatura. La tasa de mortalidad de los coliformes fecales expuestos a la

radiación y calor aumenta substancialmente cuando ambos factores actúan

conjuntamente.

Efectos de la turbiedad.




128

Las partículas suspendidas en el agua desvían y dispersan la radiación en todas las

direcciones. La turbiedad es un parámetro que es utilizado para caracterizar las

propiedades ópticas de los líquidos que contienen substancias absorbentes y

dispersantes.

De hecho, la turbiedad:

Reduce la intensidad de la radiación solar en el agua.

Protege a los microorganismos de ser irradiados (ya que los

microorganismos se encuentran por debajo de materiales flotantes o

incorporados en sólidos sedimentables).

Reduce la eficiencia del proceso de desinfección.

Influencia de la temperatura.

La intensidad de la radiación UV-A disminuye más rápidamente con la profundidad

en aguas turbias que en aguas claras, reduciendo de este modo la eficiencia. Sin

embargo, la temperatura del agua alcanza aproximadamente el mismo nivel en

ambos tipos de agua, por lo cual la inactivación de los microorganismos en aguas

turbias se debe más al efecto de la temperatura que al de la radiación UV-A.

Aunque la turbiedad tiene solamente un efecto moderado sobre la eficiencia de de

los rayos UV, el agua cruda debe ser lo más clara posible y no debería superar una

turbiedad de 30 UNT.

En el uso diario, no siempre se encuentran condiciones óptimas, por ejemplo el cielo

puede estar nublado y no soleado como sería lo ideal. Para estimar el efecto de

estos problemas, es importante saber cuales son los diferentes factores que

contribuyen a la mortalidad de los microorganismos y patógenos:

Luz (radiación)

Temperatura

Elementos nutritivos




129

Humedad

Tiempo

Los patógenos generalmente no pueden reproducirse afuera del cuerpo humano,

existiendo pocas excepciones como las salmonellas.

Recuperación de los microorganismos

Suspensiones bacterianas expuestas a radiación UV-C (artificial) son inactivadas en

pocos segundos, sin embargo se observa una recuperación de las mismas

bacterias, cuya población vuelve a la densidad original en un periodo de una

semana. En comparación, suspensiones bacterianas expuestas a la radiación solar

por un periodo de tiempo prolongado (varias horas) no presentan un nuevo

crecimiento de la población de E. coli aún después de un tiempo de almacenamiento

superior a dos semanas.

En otras palabras, el objetivo de este tipo de desinfección es de inactivar y matar a

los microorganismos patógenos, pero no el de producir un agua estéril.

11.02. REMINERALIZACION DE LAS AGUAS DESTILADAS.

Las aguas procedentes de la destilación tienen muy baja dureza por lo que no son

adecuadas para el consumo humano y además son muy agresivas para las

conducciones y depósitos, en general para usos industriales. Se puede afirmar que

carecen de potabilidad por carecer del equilibrio necesario y para conseguirlo deben

ser remineralizadas.

Para su proceso se hace necesario un protocolo o guía a fin de que su tratamiento

sea el más correcto no sólo para lograr ese equilibrio, sino para minimizar los costes,

sobre todo en el desalado de las aguas marinas.




130

En países o regiones con escasez de agua se hace más necesario, si cabe, el uso

de destiladoras y su mejor funcionamiento.

En España, particularmente en la España seca, el Gobierno, recogiendo los estudios

científicos más avanzados sobre la química del agua y su tratamiento se ha tomado

como punto de partida una Guía, editada por el Centro Canario del Agua, coordinada

por el doctor Mariano Hernández Suárez que nos ha puesto en el mayor nivel

europeo.

Por ser muy similares las condiciones que se dan entre las aguas destiladas y las

blandas aluviales, nos centraremos en el estudio de las destiladas o desaladas.

Criterios generales de evaluación de un agua:

Índice de saturación de Langelier (LSI) y procedimiento para el cálculo del pH de

saturación (pHsat). Con ello se persigue un doble objetivo:

a. -Valorar el nivel óptimo de mineralización con un LSI estable.

b. -Establecer el mínimo coste necesario de CO2.

Para evaluar mejor los resultados, se acostumbran utilizar simulaciones matemáticas

específicas utilizando programas de cálculo. No sólo con muestras de aguas

remineralizadas sino con mezclas en porcentaje de aguas duras y blandas.

Se establecen métodos de cálculo indirecto del LSI y otros índices de los que

intervienen en el cambio de composición de las aguas por el incremento de su pH y

el (CE) índice de conductividad eléctrica.

Como técnica de mineralización se usa en España la del lecho de calcita y

dosificación de lechada de cal.

Características de las aguas desaladas y destiladas:




131

Las aguas desaladas son aquellas que tienen un contenido medio en

sólidos totales disueltos de 280 mg STD/L, donde aproximadamente el 72

% es ClNa.

Tienen un contenido muy bajo de HCO3-(< 4 mg HCO3-/L), así como

Ca2+(< 2,5 mg Ca2+/L) y Mg2+(< 4 mg Mg2+/L),-el contenido de Mg es el

doble que el de Ca, expresado en mg/L

El pH de salida de bastidores en la ósmosis inversa está 5,3<pH<6,7 y el

contenido de CO2 está 0,8< mg CO2/L <16. Los casos de pHs altos se

relacionan con la necesidad de aumentar el Boro de las membranas. Por

ello es interesante dar las medidas a la salida del bastidor del permeado.

Tienen un LSI inferior a -4 por lo que tienden a disolver el CaCO3, lo que

provocaría riesgos de corrosividad por su mayor contenido en cloruros

(60-200 mg Cl-/L) y sulfatos (2-5,7 SO42-/L) y respecto a los bicarbonatos

(2-4 mg HCO3-/L)

En contacto con la atmósfera el equilibrio del pH está entre 6,9<pH<7,0 y

el contenido de CO2 alrededor de (0,3 mg CO2/L) y el LSI alrededor de -4.

Como el pH se equilibra con el CO2 de la atmósfera los análisis deben

realizarse in situ.

La turbidez, medida en (NTU) unidades nafelométricas de turbidez,

alrededor de 0,2 NTU, mayor que eso puede apreciarse mal

funcionamiento de las instalaciones desaladoras.

El (SAR) del agua sin remineralizar, índice de absorción de sodio, es >= 9,

y eso la hace inepta para el uso agrícola. Debe evitarse el exceso de Na+

respecto de Ca2+ y Mg2+

Podemos concluir por todo ello que el agua desalada o destilada no tiene

suficiente CO2 para su remineralización y requiere un aporte adicional de CO2.




132

11.03. EVALUACIÓN.

Métodos adecuados:

Para valorar el pHsat existe un método simplificado conocido como el ABCD,

que por ser demasiado empírico es incompleto. El más usado actualmente se

conoce por las siglas (SM2330) Estándar Method y es más riguroso y fiable.

Nos darán dos cantidades distintas. ABCD marcará un LSI 0,2 más negativo

que el SM2330.

Niveles adecuados de remineralización:

El objetivo de la remineralización es producir un agua con un índice de Langelier

muy próximo al cero y que permanezca estable en contacto con la atmósfera;

minimizando el consumo de CO2 para abaratar los costes de explotación.

Consideramos un rango de 14⁰C<T<25⁰C.

Tabla 5. Características recomendadas para las aguas desaladas con un nivel adecuado de

remineralización

La dosificación de CO2 para alcanzar los niveles de remineralización propuestos en

la Tabla 0.1 dependen de la alcalinidad (Alk) del permeado antes de la

mineralización. Dicha dosificación variará si usásemos Ca(OH)2 en vez de lecho de

calcita.

Corrosividad. Si infradosificamos el CO2 se produce un agua con alcalinidad baja

con tendencia a acidificarse fácilmente al tener baja capacidad de tampón,

Parametro Rango

pH 8,2 ± 0,1

Alk,mg CaCO3/L 56 ± 3

HCO3- mg /L 68 ± 3

Ca2+, mg/L 21 ± 2

CO2, mg/L 0,7 ± 0,1

LSI (SM2330) ± 0,15




133

absorberá CO2 atmosférico que, junto con el bajo contenido en calcio hace que

estas aguas sean inestables.

Si por el contrario sobredosificamos el CO2 se genera un agua con mayor

alcalinidad y dureza, que en caso de elevar demasiado esa dosis podriamos

generar un agua incrustante. Eso es debido a que una elevación excesiva de pH

desequilibraría el nivel de LSI.

En muchas redes de distribución se requieren valores de LSI entre +0,1 y +0,5 con

el fin de proteger las instalaciones. Esto se consigue aumentando ligeramente el pH

después del postratamiento de calcita con la adición de Hidróxido Sódico Na(OH)

[Entre 2 y 4 mg NaOH/L)]

Si en lugar de calcita usásemos hidróxido cálcico podríamos generar una turbidez

por encima de 1NTU.

Cálculo indirecto del LSI y del SAR a partir de los datos de CE y pH antes y después

de la remineralización.

El LSI del agua remineralizada puede ser calculado a partir del incremento del CE

(índice de conductividad eléctrica), producido por la remineralización a partir del

cociente:

ΔCE/ΔAlk= 1,55 – 1,75 (Según el CE del permeado), valores que para antes de

remineralización serían del orden:

ΔAlk=Alk(r) – Alk(0)

ΔCE=CE(r) – CE(0)

Siendo (r) remineralizada y (0) sin remineralizar




134

Figura 56.Relación entre la CE del agua del permeado y el cociente ΔCE/ΔAlk Para las aguas

mineralizadas hasta un pH 8,2.

Para el cálculo del SAR(r) tenemos las ecuaciones:

𝐶𝑎 𝑟

(valor de Ca del agua remineralizada)

𝑔 𝑟

Na(r)(mg/L)=0,1549xCE(r)+0,2137

Las condiciones de muestreo deben optimizarse para evitar la pérdida de CO2 y

obtener valores de pH y temperatura más próximos a las condiciones de antes y

después de la remineralización.

11.04. TECNICA DE REMINERALIZACIÓN.

Tanto la técnica de calcita como de lechada de cal tienen un elevado nivel de

desarrollo. El menor consumo de CO2 y la menor complejidad del proceso señalan

que los lechos de calcita son una técnica más estable para la remineralización de

las aguas desaladas que la dosificación con lechada de cal.

La dosificación de CO2 debe hacerse en caudal descendente. La velocidad

adecuada debe ser de 0,07 ± 0,02 m/s para evitar arrastre de burbujas o la sobre

dosificación. La presión de inyección de ser del orden de 0,25 bares mayor que la




135

del agua. El tiempo de disolución 5 segundos para 10-40 mg CO2/L. Se debe evitar

hacer el proceso en tubería horizontal.

Los descensos de temperatura hacen disminuir la velocidad de las reacciones. En el

caso de la calcita el tiempo de contacto aumenta de 10 a 14 minutos cuando la

temperatura desciende de 28⁰C a 14⁰C.

Cuando haya que realizar simulaciones con mezclas de agua se tendrá en cuenta

que no se debe añadir más del 15% de agua desalada a un agua remineralizada con

una alcalinidad de 60 mg CaCO3/L, dado que el LSI de la mezcla será entonces

menor que -0.5.

Cuando las mezclas sean con aguas continentales bicarbonatadas y agua desalada

sin mineralizar, se puede añadir hasta un 50% de agua desalada sin que el LSI

llegue a ser menor que -0,5.




136

11.05. EL PROCESO DE REMINERALIZACIÓN.

El sistema consiste en dos depósitos de hormigón armado. Cada uno dispone de

dos celdas separadas por un canal y cada celda tiene un falso fondo sobre el que se

anclan las losas con las crepinas. El agua destilada entra en un canal y se reparte

en cada celda, atravesando por gravedad el lecho de calcita y manteniéndose un

tiempo de contacto de ocho minutos.

Estos depósitos permiten el flujo descendente de agua destilada a través de un

lecho de carbonato cálcico y mantienen a su vez una dosificación en continuo del

lecho.

E l post-tratamiento se completa con una dosificación en continuo de CO2 para

ajuste automático del pH , en la tubería de entrada a los remineralizadores. El CO2

disuelto en el agua destilada, reacciona con el carbonato cálcico del lecho formando

bicarbonato cálcico soluble.

Una vez atravesado el lecho, el agua , ya remineralizada entra en una zona de

remanso y abandona el depósito enviándose directamente a los depósitos de agua

de abastecimiento.




137

Figura 57. Proceso de remineralización.

11.06. POSTRATAMIENTO.

Las aguas destiladas generalmente tienen una dureza y alcalinidad bajas, con un

marcado carácter agresivo, por lo que requieren un tratamiento posterior para su

corrección antes de ser distribuidas.

El tipo de tratamiento de corrección, así como su alcance, dependen

fundamentalmente del proceso de desalación utilizado y de la calidad del agua

tratada obtenida. Se pueden diferenciar cinco actuaciones que pueden ser o no

necesarias dependiendo del agua producto obtenida, la reglamen tación vigente y la

calidad deseada para el agua postratada (potable). Estas actuaciones pueden




138

clasificarse en cinco tipos: eliminación de CO2 o descarbonatación, mezcla de

aguas, intercambio iónico, acondicionamiento químico y desinfección.

Eliminación de CO2 o descarbonatación. Si en el pretratamiento se ha empleado

gas carbónico para rebajar el pH y evitar la aparición de carbonatos, se producirá

una gran cantidad de CO2 que quedará en disolución y atravesará con facilidad la

membrana apareciendo en el agua producto.

El carbónico puede provocar una disminución del pH del agua que aumentaría su

agresividad. Si es necesario mediante descarbonatación, se puede reducir la

concentración de CO2 hasta alcanzar valores de pH de equilibrio en los que el

índice de Langelier se sitúe en el intervalo de ± 0,5. De ese modo, el pH quedaría

ajustado en el intervalo de valores marcado por la vigente legislación de aguas de

consumo humano.

Si el contenido de CO2 es bajo, ya sea porque no se realiza acidificación en el

pretratamiento, porque el anhídrido carbónico ya ha sido eliminado en el propio

pretratamiento, o bien porque se desea conservar para reutilizarlo en la

remineralización; no se precisa la instalación de un descarbonatador.

Por el contrario, si en el agua tratada hay CO2 en exceso, será necesa rio reducirlo

hasta concentraciones convenientes para la instalación o para la calidad del agua

final. La eliminación del carbónico o descarbonatación se puede llevar a cabo

mediante descarbonatador u otro sistema de neutralización.

El descarbonatador, para «stripping en frio» consiste en una torre en la que el

agua se pulveriza o dispersa finamente, percolando sobre un lecho de material

(normalmente anillos Raschig o similares, lava volcánica, coque, etc…), a

contra corriente de un caudal de aire que arrastra el diseños correctos, el

rendimiento de este tipo de descarbonatadores es elevado, y permite extraer hasta

el 98% de los gases contenidos en el agua.




139

Intercambio iónico. En el conjunto del proceso de desalación, el intercambio iónico

puede utilizarse tanto en el pretratamiento para eliminar principalmente calcio,

magnesio, bario y boro del agua; como en el postratamiento para eliminar boro u

otras sustancias. Esta última aplicación es de especial importancia en todas las

plantas desalinizadoras instaladas antes de 2003, cuando no existía limitación legal

para los niveles de boro en el agua de consumo humano.

Se conoce como intercambio iónico al cambio de iones entre un sólido (material de

intercambio iónico o resina) y un líquido en el que no hay un cambio permanente en

la estructura del sólido. El intercambio iónico se usa en el tratamiento de aguas y

también sirve como método de separación para muchos procesos en los que

intervienen otros líquidos. Su principal campo de aplicación es el ablandamiento

del agua empleada en los hogares, y la producción de agua blanda y

desmineralizada en la industria: como por ejemplo en las centrales térmicas,

refinerías, en la industria química, así como también en aplicaciones especiales

como la síntesis química, investi gación médica, procesos de la industria

alimentaria, minería, agricultura y en una gran variedad de otras aplicaciones. La

utilidad del intercambio iónico reside en la capacidad de usar y reutilizar el material

de intercambio iónico mediante su regeneración.

El intercambio iónico ocurre en una variedad de sustancias y ha sido usado a nivel

industrial desde 1910 con la introducción del ablandamiento de aguas usando

zeolitas, primeramente naturales y posteriormente sintéticas. El carbón sulfonado,

desarrollado para el tratamiento de aguas industriales, fue el primer material de

intercambio iónico estable a bajo pH. La introducción de las resinas de síntesis

orgánica en 1935 fue el resultado de la síntesis de los productos de condensación

fenólicos que contienen bien grupos sulfónicos o grupos amina que podían ser

usados para el intercambio reversible de cationes o aniones.

Las resinas de intercambio iónico se pueden clasificar en cuatro grandes grupos:




140

• Resinas intercambiadoras de cationes.

• Resinas intercambiadoras de aniones.

• Resinas selectivas.

• Polímeros de adsorción.

A su vez las resinas intercambiadoras de cationes se clasifican en dos clases:

• Fuertemente disociadas. Comúnmente denominadas Catión Fuerte

(CF)

• Débilmente disociadas. Comúnmente denominadas Catión Débil (CD)

Y las resinas intercambiadoras de aniones en:

• Fuertemente disociadas, tipo I, II y III. Comúnmente denominadas Anión Fuerte

(AF I, AF II, AF III)

• Débilmente disociadas. Comúnmente denominadas Anión Débil (AD) Las resinas

selectivas se caracterizan por disponer de grupos activos con afinidad especial

frente a determinados iones, como por ejemplo para la retención de arsénico, boro,

nitratos, plomo, etc.

Los polímeros de adsorción, o resinas adsorbentes, son polímeros débilmente

funcionalizados, o no funcionalizados, es decir sin grupos activos, con diversas

porosidades y una gran superficie activa, por lo que son capaces de retener

determinadas moléculas orgánicas como por ejemplo, MTBE, hidrocarburos

clorados, THM, etc.




141

Intercambio catiónico. El intercambio catiónico tiene una amplia aplicación en el

ablandamiento de aguas. En este proceso, los iones calcio y magnesio del agua

son inter cambiados por iones sodio. El hierro ferroso y otros metales tales como

manganeso y aluminio a veces están presentes en pequeñas cantidades, estos

metales también son intercambiados, pero no revisten importancia en los procesos

de ablandamiento. La eliminación de la dureza, o de iones de calcio y magnesio, es

lo que da como producto final lo que se denomina «agua blanda».

Un intercambiador de cationes regenerado con cloruro sódico, trabaja en ciclo

sodio. Esta operación corresponde al ablandamiento o descalcifica ción del agua en

su forma más simple.

Las reacciones del proceso son las siguientes:

Operación: 2Na+R-+Ca2+↔Ca2+R-

2+2Na+

2Na+R-+Mg2+↔Mg2+R-2+2Na+

Regeneración: 2NaCl+Ca2+R-

2↔2Na+R-+CaCl2

2NaCl+Mg2+R-2↔2Na+R-+MgCl2

R= Resina de intercambio catión fuerte.

Otra aplicación importante del intercambio iónico es la descationización en la que

todos los cationes presentes en el agua son intercambiados por ión hidrógeno. Para

trabajar con una resina en ciclo hidrógeno (H), se debe regenerar con ácido diluido

convenientemente, para lo que generalmente se usa el ácido clorhídrico en solución

del 5 al 7%, o bien ácido sulfúrico al 0,8-4%.

Las reacciones con ácido clorhídrico son las siguientes:




142

2

4 3 4

Operación:NaCl+H+R-↔Na+R-+HCl+CaSO4+2H+R-↔Ca2+R-H2SO2+MgSO4+2H+R-↔

↔Mg2+R-+H2SO2

Regeneración:

HCl + Na+ R- ↔ H- + NaCl 2HCl+Ca2+R-

2↔2H+R-+CaCl2

Ó también H2SO4+Ca2+R-

2↔2H+R-+CaSO4 Donde R= resina de intercambio catión fuerte Intercambio aniónico. Es el intercambio de los aniones presentes en el agua (SO 2-,

NO -, Cl-, PO 3-, HCO3 , SiO , etc.) por iones hidroxilo (OH ). Este intercambio

precede al intercambio catiónico, consiguiendo de ese modo la total

desmineralización

del agua.

A continuación se muestra un ejemplo de las reacciones típicas que tienen lugar

en resinas de intercambio anión fuerte:

Operación:

2R+(OH)-+H2SO4 ↔ R+

2SO42-+2H2O

R+(OH)-+HCl ↔ R+Cl-+H2O Regeneración: R+Cl-+NaOH ↔ R+(OH)-+NaCl




143

Donde R= resina de intercambio de anión fuerte

En las resinas anión débil no se intercambia el CO2 ni el SiO2.

Estos ácidos débiles se intercambian en resinas anión fuerte conjuntaente con los

iones de ácido fuerte, siendo el costo de mantenimiento en este caso más elevado,

igual que sucede con la carga contaminante producida que es enviada al medio en

la regeneración.

11.07. EQUIPO NECESARIO PARA LA INSTALACIÓN DE LAS RESINAS.

El diseño debe optimizarse para asegurar la menor inversión y la mayor

economía de la operación, buscando la mayor capacidad operativa de la resina y

el menor consumo de regenerante.

La regeneración de las resinas puede ser diseñada para hacerse tanto en el

mismo sentido del flujo del agua en régimen de funcionamiento, o bien en

contracorriente. Hoy en día, para evitar el vertido de altas cargas conta minantes,

generalmente se realizan en contracorriente.

El equipo incluye: depósitos para instalar las resinas, tuberías, válvu las,

soportes, distribuidores, colectores, venteos, tanques para los productos químicos

de regeneración y los accesorios necesarios.

La instalación de la resina puede ser un simple lecho, es decir, un tipo de resina

por depósito, o un lecho mixto, con resina catiónica y aniónica mezcladas en un

mismo depósito. (Figura 58).




144

Figura 58. Depósito para resinas.

11.08. CUMPLIMIENTO DE LA NORMATIVA DE AGUA DE CONSUMO

HUMANO.

Como ya se ha indicado, el agua producto de una destilación carece de la

alcalinidad y dureza mínimas para cumplir con lo especificado en la legislación

vigente sobre aguas de consumo humano.

Siendo el cloruro sódico la sal predominante del agua de mar, en el caso de una

desaladora por ósmosis de agua marina, cuyas membranas estuvieran algo

deterioradas, el agua permeada podría contener una cierta concentración de

cloruros y de sodio. Según la vigente legislación de agua de consumo humano, el

valor máximo de sodio es de 200 mg/L (8,70 meq/L) y el de cloruros es de 250 mg/L

(7,04 meq/L).




145

Teniendo en cuenta que la molécula de cloruro sódico contiene los mismos

miliequivalentes de ambos iones y los límites de la legislación vigente, el agua

podría contener como máximo 7,04 meq/L de cloruro y otro tanto de sodio (161,9

mg/L), es decir 7,04 meq/L de cloruro sódico en total; lo que equivale a 412 mg/L

de la sal. En la tabla 5 se da la composición de un agua destilada hipotética con la

mayor concentración posible de cloruros admitida por la vigente legislación.

Sin embargo, con esta composición, el índice de Langelier sería aproximadamente

de 5,3; fuera del intervalo legal para agua de consumo humano, y el índice de SAR

de 63,5; valor muy alto para agua de riego, lo que pone de manifiesto la necesidad

de remineralizar las aguas destiladas.

CATIONES ANIONES

mg/L mg/L

Calcio 2,0 Bicarbonato 3,0

Magnesio 3,0 Sulfato 10,8

Sodio 161,9 Cloruro 250,0

Potasio 6,0 STD 437,3

Boro 0,6 Anhídrido carbónico 15

Temperatura 21ºC pH 5,5

Tabla 5 Composición de un agua destilada hipotética con la mayor concentración posible de

cloruros.

Existen dos planteamientos diferentes (no excluyentes entre sí) para remineralizar el

agua producto:

Remineralización mediante mezcla del agua producto con otra que al

menos haya sido pretratada.

Remineralización química del propio agua producto




146

11.09. REMINERALIZACIÓN MEDIANTE MEZCLA DE AGUAS.

La remineralización por mezcla de aguas se basa en añadir al producto otra agua

que puede ser del mismo u otro origen, y que haya sido al menos pretratada. Para

que el agua-mezcla resultante cumpla con la normativa de agua de consumo, será

necesario conocer a fondo la composición química de todas las aguas que formen

la mezcla.

La práctica de la mezcla de aguas no será aplicable en las instalaciones en las que

dispongan exclusivamente de agua de mar, en estos casos la remineralización del

producto se deberá abordar por la vía química tal y como se explica en el siguiente

párrafo.

La correcta mezcla de aguas será una solución que podría considerarse en los

siguientes supuestos:

a. Cuando además de agua de mar se disponga de otra de origen diferente

(Ej.: pozos de agua salobre o dulce relativamente próximos).

b. Cuando el agua de aportación no sea de mar, sino más o menos salobre.

Como se ha indicado, cuando sólo se disponga de agua marina no será aplicable la

mezcla de aguas, y la remineralización del producto se deberá abordar por la vía

química tal y como se explica en el siguiente párrafo.

11.10. REMINERALIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA PRODUCTO.

La remineralización química del agua se puede realizar por medio de varios

procedimientos:

Dosificación de CO2 y cal viva.

Dosificación de CO2 e hidróxido cálcico.

Dosificación de CO2 y lechos de carbonato cálcico (calcita)




147

Dosificación de CO2 y torres de dolomitas.

Dosificación de cloruro magnésico y bicarbonato sódico.

En el caso de dosificar CO2 y cal viva, la reacción que tiene lugar es:

2CO2 +CaO + H 2O → Ca (HCO3) De esta forma, se incrementa el contenido en bicarbonatos y en calcio, lo que da

lugar a un incremento de la dureza y de la alcalinidad del producto final, así como la

reducción del índice de SAR en caso de utilizarse en agricultura. Las dosis

dependerán del resultado final que se quiera lograr.

En caso de dosificar CO2 e hidróxido cálcico, la reacción que tiene lugar es:

2CO2+Ca(OH )2→Ca(HCO3 )2

Con idéntico resultado que antes, la mejora procede de utilizar hidróxido cálcico que

es menos problemático ya que no desprende tanto calor al disolverse.

Actualmente es el método más utilizado en España, especialmente en grandes

instalaciones. El hidróxido cálcico es un sólido que no se puede dosificar

directamente, por lo que se debe preparar una solución, también llamada

«lechada de cal». A partir de un silo con el Ca(OH)2 en polvo se hace la lechada

con agua producto al 10-15%. En grandes instalaciones esta primera solución se

hace pasar por unos saturadores cuya función es diluirla en un mayor volumen con

el fin de obtener una solución normalmente al 5-7% de agua saturada de cal, más

fácil de dosificar. Esta agua saturada se mezcla con el agua a remineralizar en una

cámara a la que se añade CO2, para facilitar la reacción. El proceso se controla

mediante un analizador en continuo de pH colocado al final de la cámara de

reacción.

Las instalaciones de dosificación de CO2 y lechos de carbonato cálcico

(calcita), están incrementándose en los últimos años en España. Los lechos pueden




148

ser de flujo descendente, a modo de filtros abiertos convencionales, equivalentes a

los de arena o carbón activo de los tratamientos convencionales de las ETAPs, o de

flujo ascendente y altura constante, que minimizan el problema de la carga periódica

que debe hacerse en los lechos abiertos.

La reacción que se produce es la siguiente:

CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3 )2

La calcita es carbonato cálcico CaCO3 que puede obtenerse de elevada pureza y

libre de trazas de otras rocas carbonatadas. Su composición media en CaO es del

55%.

La ventaja de usar calcita frente a Ca(OH)2, es que con la calcita se obtiene más

cantidad de bicarbonatos, con el mismo consumo de CO2 además, con el paso del

agua por los lechos de calcita, hace que alcance el equilibrio (pH de saturación)

automáticamente, disolviendo para ello la cantidad exacta que necesita de

carbonato de calcio, sin necesidad de equipos de control y dosificación.

En el caso de dosificar CO2 y después pasar por torres de dolomitas, las reacciones

que tienen lugar son:

2CO2 + CaMg (CO3 )2 + 2H 2O→ Ca(HCO3 )2 + Mg (HCO3 )2

La dolomita es un mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio

[CaMg(CO3)2], con una proporción aproximada de CaO del 30.5 % y del 21 % de

MgO.

Igual que en el caso de la calcita se obtiene más cantidad de bicarbonatos, con el

mismo consumo de CO2. Además en este caso se obtiene además un ión adicional

de magnesio lo que representa una ventaja económica ya que se logra una mayor

dureza y una mayor alcalinidad con la misma cantidad de anhídrido carbónico.




149

También en este caso el paso del agua por las torres de dolomitas, hace que

alcance el equilibrio (pH de saturación) sin necesidad de equipos de control. El

tiempo de contacto es mayor que en otros lechos.

La dosificación de cloruro magnésico y bicarbonato sódico, introduce iones de

bicarbonato y de magnesio dando dureza y alcalinidad, pero añade más iones

cloruro y sodio, los más abundantes en el agua producto.

Por otra parte, es un sistema costoso económicamente por los reactivos que utiliza.

Por lo tanto en nuestro diseño hemos estimado como solución dosificación de CO2

y lechos de carbonato cálcico (calcita).




150

12. DISEÑO DEL ACELERADOR DE DESTILACIÓN SOLAR.

Para desarrollar el diseño de nuestro acelerador de destilación, es necesario

realizar un estudio previo de la energía que podemos captar del sol, así como la

pérdida de parte de ella a través de los diferentes materiales que componen

nuestra futura construcción. Para ello, analizaremos los balances de energía

que se producen en el interior del destilador a partir de la llegada de los rayos

solares.

Iniciaremos nuestros cálculos con el supuesto inicial “A”, que simplemente es

una aproximación analítica para conseguir el objetivo planteado. Una vez

analizados los resultados de “A”, se aplicará la solución planteada, la cual, se

desarrolla en el supuesto”B”.




151

12.01. APLICACIÓN DEL SISTEMA EN UNA UBICACIÓN REAL COMO

EJEMPLO DE FUNCIONAMIENTO.

Hemos escogido como ubicación de nuestra instalación la zona Castilleja del

Campo (Sevilla). Es un pequeño núcleo urbano dentro de un entorno rural con

gran dependencia de la agricultura. Es un lugar con una gran dependencia de

los recursos hídricos y donde no hay constancia de que sigan un plan para la

reutilización de aguas.

Los datos de Castilleja del Campo son:

Ubicación 37°23′6″N 6°20′03″OCoordenadas: 37°23′10″N 6°20′05″O (mapa)

• Altitud 121 msnm

• Distancia 33 km a Sevilla

Superficie 16,22 km²

Población 650 hab. (2013)

• Densidad 40,07 hab./km²

(Fuente: INE)

UBICACIÓN DE LA INSTALACIÓN




152

12.02. SUPUESTO INICIAL “A” PARA EL CÁLCULO DE LOS BALANCES

DE ENERGÍA INICIALES DENTRO DE UN DESTILADOR SOLAR.

El material que usaremos para cerrar el destilador será policarbonato. Lo hemos

escogido por sus características físicas y económicas respecto a las del vidrio. Irá

sujeto por una estructura invertida con unas fijaciones tipo spider, muy usadas en

cerramientos de grandes dimensiones. Todos los paneles de policarbonato irán

sellados de manera que cuando se produzca la evaporación no existan fugas al

exterior. Este material lo hemos escogido sin protección frente a los rayos UV, pues

uno de los objetivos del proyecto es permitir que estos entren.

Figura 57. Sección del acelerador de destilación solar




153

En la tabla siguiente se establecen los valores de las constantes que tienen todos

los elementos que componen el diseño de la instalación. Datos que son

fundamentales para el desarrollo del cálculo.

Constante Elemento Valor UD. Descripcion

e1 Cerámica gres 0,02 m Espesor del material

e1,e2 Hormigón Armado 0,30 m Espesor del material

e3 Aire 0,20 m Espesor del material

e4 Piedras 0,50 m Espesor del material


e6 Piedras 0,50 m Espesor del material


e8 Hormigón Armado 0,30 m Espesor del material

e9 Lana de roca 0,10 m Espesor del material

λ1 Cerámica gres 2,60

𝑤

𝑚𝐾

Coef. Conduc. Térmica.

λ2 Hormigón Armado 2,50

𝑤

𝑚𝐾


λ3 Aire 0,02

𝑤

𝑚𝐾


λ4 Piedras 2,00

𝑤

𝑚𝐾


λ5 Aire 0,02

𝑤

𝑚𝐾


λ6 Piedras 2,00

𝑤

𝑚𝐾


λ7 Aire 0,02

𝑤

𝑚𝐾


λ8 Hormigón Armado 2,50

𝑤

𝑚𝐾


Λ2,λ9 Lana de roca 0,05

𝑤

𝑚𝐾


v Viento 2,10

𝑚

𝑠

velocidad del viento




154

σ 5,6697x10-8

𝑚 𝐾

Cons. De Stefan Boltzman

Tv Policarbonato 36,00 ⁰C Tº del policarbonato

Tsc Balsa 29,00 ⁰C Tº de la superficie colectora

р H2O 997,97 kg/m3 densidad del agua

휀𝑤 H2O 0,91 Emisividad del agua

ϵ Hormigón Armado 0,94 Emisividad del hormigón

휀𝑣 Policarbonato 0,81 Emisividad del policarbonato

ϵ Cerámica gres 0,92 Emisividad ceramica

р Aire 1,16 𝑔

𝑚 Densidad del aire

Cespe Aire 1,01

𝐾𝑔𝐾

Calor específico del aire

λ Aire 2.257,00 𝐾

𝐾𝑔 Calor latente de evaporación

PT Ambiente 101,33 Kpa Presión Total

ev Policarbonato 0,01 m Espesor del policarbonato

рv Policarbonato 1,20 𝑔

𝑚 Densidad del policarbonato

Cрvid Policarbonato 117,00

𝐾𝑔𝐾 Calor específico del vidrio

Cpa H2O 4.181,30

𝐾𝑔𝐾 Calor especifico del agua

рw H2O 989,90 𝑔

𝑚 Densidad del agua

Tw H2O 55,00 ⁰C Temperatura media del agua

Ta Aire 23,74 ⁰C Temperatura ambiente

H Ambiente 70,00 % Humedad relativa

Lo primero que debemos calcular es el calor que se pierde por conducción a través

de las paredes del vaso, Para ello aplicamos la siguiente fórmula:




155

Calor perdido por conducción ( )

Donde:

: Calor perdido por conducción

𝐾𝑏: Resistencia térmica equivalente del aislante



Calcularemos la resistencia térmica equivalente, para saber que calor por

conducción se perderá. Esta fórmula viene definida por:




156

Donde:

𝑅 𝑒 : Resistencia equivalente de los materiales

: Espesores de materiales.

: Coeficientes de transferencia de calor por conducción.

Coeficiente de transferencia de calor convectivo.

A continuación debemos conocer el calor convectivo:

= .𝟖+ 𝒗

𝟖

Donde:

hct: Coeficiente de calor convectivo

𝑣: Velocidad del viento promedio que existe en el área de influencia ( )

El coeficiente de transferencia de calor convectivo determina la resistencia térmica

equivalente del aislante 𝐾𝑏:




157

𝑤

𝟖

𝑤

Una vez calculado Kb saber cual es el calor que podremos perder por conducción.

𝟖

𝑤 𝟖 𝟖

𝑤

Calor perdido por radiación del vidrio ( 𝒓𝒗).

De la superficie del vidrio se pierde calor por radiación y esta se puede calcular

mediante la siguiente formula cuya ecuación esta dará por la ley de Stefan

Boltzman:

𝒓𝒗 𝒗 𝒗

La temperatura del cielo puede calcularse de la siguiente manera (CINEMAT, 2002):

[ 𝟖

]

Donde:

𝑇𝑑𝑝: Temperatura de rocío. 𝐾

𝑇𝑎: Temperatura ambiente. 𝐾

Y la temperatura de rocío mediante:




158

√

𝟖

𝟖 𝑪




159

Donde:

𝐻: Humedad relativa del ambiente.

𝑇: Temperatura ambiente 𝐾

Por tanto sustituimos Tdp en la ecuación y obtendremos Ts

𝟖 [ 𝟖

]

𝟖

Sustituyendo para calcular el calor perdido por radiación del policarbonato:

𝒓𝒗 𝒗 𝒗

𝒓𝒗 𝟖 𝟖

𝟖

𝒓𝒗 𝟖

Calor perdido por convección en la cubierta de policarbonato (qcv).

𝒗 𝒗 𝒗

Donde:

𝑣 : Coeficiente de transferencia de calor convectivo del policarbonato

𝑣: Calor perdido por convección del policarbonato




160

𝑇𝑣: Temperatura del policarbonato 𝐾


Con lo que puede determinarse la igualdad:

𝒗

𝒗

𝟖

𝒗

Y así poder calcular el calor perdido por convección del policarbonato.

Calculamos el calor perdido por radiación del agua ( 𝒓 ).

𝒓

𝒗

𝒗

𝒓 𝟖

𝟖

𝟖

𝒓

Donde:

𝑟𝑤: Calor perdido por radiación

휀𝑤: Emisividad del agua




161

휀𝑣: Emisividad del policarbonato


𝑇𝑣: Temperatura media del policarbonato 𝐾

σ: Constante de Stefan Boltzman 5.6697𝑥10−8

Calor perdido por convección natural ( )

El coeficiente de transferencia de calor por convección natural puede calcularse de

la siguiente manera:

𝟖𝟖 𝒗 𝒗

𝟖

𝟖𝟖 𝟖 𝟖

𝟖 𝟖 𝟖

𝟖𝟖

hc: Coeficiente de transferencia de calor por convección natural

𝑃𝑤: Presión de vapor del agua a la temperatura del agua 𝑃𝑎

𝑃𝑤𝑣: Presión de vapor del agua a la temperatura del policarbonato 𝑃𝑎



Con estos valores se puede determinar el coeficiente de calor por convección

natural.




162

Para realizar unos cálculos aproximados a la realidad y en base a lo expuesto

anteriormente tomaremos como base para el cálculo la siguiente fórmula:

𝟖

𝟖

𝟖

𝟖

Donde:

h𝑟: Coeficiente de radiación efectivo.

휀𝑎: Emisividad del primer elemento.

𝑇𝑠 : Temperatura de superficie del policarbonato

𝒓

𝟖𝟖

𝟖

𝟖𝟖

𝟖

𝟖

Una vez determinado el coeficiente de transferencia de calor por convección total

podemos determinar el calor perdido por convección del agua a partir de:




163

𝒗

𝟖

𝟖

Donde:


h𝑇: Coeficiente total de transferencia de calor por convección del agua


𝑇𝑣: Temperatura media del policarbonato 𝐾

Calor perdido por evaporación.

Para el cálculo del calor perdido por evaporación es necesario saber que el calor

sensible del aire dentro del destilador es:

𝒗

Donde:

he : Coeficiente de transferencia de calor evaporativo


𝟖




164

𝟖

𝟖

𝟖 𝟖

A partir de este momento necesitamos conocer cuales son los valores de radiación

solar en el lugar exacto donde vamos ubicar la instalación.

Iniciamos los cálculos de la declinación solar

𝜹 [ 𝟖

]

𝜹 [ 𝟖

]

𝜹

Donde:

: Corresponde al mes de julio

𝛿: Declinación solar.

Ángulo Horario

Lo calcularemos de la siguiente forma:

[ 𝟖 ]




165

Donde:

∅ : Latitud de la zona.

𝛿 ∶ Ángulo de declinación solar.

Horas teóricas: El número de horas teóricas se puede calcular por medio de la

ecuación.

𝑵

𝑵

Radiación directa sobre una superficie inclinada ( 𝑇)

Calculamos la radiación solar sobre una superficie inclinada:

𝑰 𝑰 𝑰 (

) 𝑰 (

)𝝆

Donde:

∶ Radiación global horaria.

𝑏: Radiación solar directa horaria en superficie horizontal.

d Radiación solar difusa horaria en superficie horizontal.

𝜌𝑑: Albedo o coeficiente de reflexión del suelo (0.3).

Factor Rb para el cambio de ángulo de incidencia en el transcurso del día.

Calculamos el factor Rb para el cambio de ángulo de incidencia en el transcurso del

día.




166

𝒊 𝒊 𝟖

𝟖 𝒊 𝒊

𝒊 𝒊 𝟖

𝟖 𝒊 𝒊

Donde:

𝑅𝑏: Factor de medición de pérdida por el cambio de ángulo de incidencia de radiación solar en el

transcurso del día.

𝜃: Angulo de inclinación de la cubierta (45°, ángulo en el cual las pérdidas por radiación son

menores).

∅ : Latitud

1: Consideramos el inicio del periodo solar a partir de las (8:00h).

2: Esta es la hora a partir de la que decae la radiación solar (17:00h).


Para determinar Id se utiliza el Indice de claridad horario 𝐶 :

𝑪 𝑰

𝑰

Donde:


: Radiación global horaria.

𝐾𝑇´ : Indice de claridad horario.




167

Una vez realizados los cálculos anteriores podremos calcular la radiación solar

extraterrestre horaria en una superficie horizontal ( 0):

𝑰 [ 𝒊 𝒊 𝟖

𝟖 𝒊 𝒊 ]

𝑰 𝟖

Donde:

0: Corrección por excentricidad.


𝐺𝑠 : Constante solar.

∅: Latitud.

1: Tiempo inicial.

2: Tiempo final.


Irradiación diaria solar promedio terrestre sobre superficie horizontal ( ):

𝑰 𝟖 [ 𝟖 (

)]

𝑰

Donde:

𝑟: Número de horas solar real.

𝑎: Constante de Angstrom.

𝑏: Constante de Angstrom.




168

N: Número de horas teóricas.

∶ I adia i n dia ia sola p omedio sob e una supe fi ie o izon al


Irradiación solar difusa horaria.

Para determinar la irradiación solar difusa horaria, ver Tabla 3.

Tabla. 1.1 Relaciones de Orgill y Hollands para determinar la radiación solar difusa.

𝑪

𝟖

𝑪

Relación a utilizar Criterio

𝑰 /𝑰= . − . Ch´′ 0≤ Ch´′ ≤0.35

𝑰 /𝑰= . − .𝟖 Ch´ 0.35≤ Ch´′≤0.75

𝑰 /𝑰= . Ch´′ >0.75

Escogemos la ecuación que corresponde al intervalo 0.35≤𝐾𝑇′ ≤0.75 ya que,

𝑪 𝑜𝑠 𝑎 𝑑𝑎𝑑𝑜 .

𝑰 𝑰

𝟖 𝑪

𝑰 𝑰

𝟖

𝑰

𝟖

𝑰




169

Radiación solar directa horaria 𝑰 :

𝑰 𝑰 𝑰

𝑰

𝑰

Sustituyendo valores calculados anteriormente en la ecuación se obtiene la radiación

solar en la superficie inclinada que capta el destilador solar para el día 197:

𝑰 𝑰 𝑰 (

) 𝑰 (

)𝝆

𝑰

(

)

(

)

𝑰

Estos cálculos se aplican para todos los meses del año y son recogidos en la tabla

que a continuación se presenta. Estos datos, nos servirán para saber cual será la

media solar a lo largo del año, en el punto exacto donde vamos a construir nuestro

destilador.




170

Tab

la d

e d

ato

s s

ola

res a

nu

ale

s




171

Realizamos la media anual, tomando la media del valor de la energía solar total que

está recogida en la tabla.

𝑰 𝟖

Esta radiación es la que llega a la cubierta de policarbonato, la cual sufre reflexión,

absorción y transmitancia con el factor ∝𝑔, y de la radiación solar total se tiene:

𝒓 ∝ 𝒈 𝑰 𝒓𝒗 𝒗

𝒓 ∝ 𝒈 𝑰 𝒓𝒗 𝒗

∝ 𝒈 𝑰

𝟖

𝟖

Esta es la radiación solar que llega a la cubierta

𝟖 𝟖

𝟖

𝟖

𝟖

𝟖 𝟖 𝟖

Donde:

´ : Calor almacenado por la cubierta.

qrw: Calor perdido por radiación




172



IT: Radiación directa sobre una superficie inclinada

∝𝑔: Factor de reflexión de la radiación

qrv: Calor perdido por radiación del policarbonato.

𝑣: Coeficiente de transferencia de calor convectivo del policarbonato

Teniendo la energía solar que incide en nuestra instalación podremos saber

cual va a ser el balance de calor sobre el agua.

Calculo del calor absorbido por el agua :

′ =𝑰 ∝𝒈 ∝ 𝒓 + + +

𝟖

𝟖 𝟖

𝟖

Donde:




173

′𝑎: Calor almacenado en el interior.

Calculo de calor absorbido por el sistema, de la ecuación:

Donde:

: Calor absorbido por el sistema

´𝑎: Calor absorbido por el agua

´ : Calor almacenado por la cubierta

𝟖 𝟖

Calculando la capacidad del calor almacenada por el dispositivo por medio de la

ecuación:

𝑸

Donde:


𝐴: Área de captación de la energía solar 𝑚2

𝑸

𝟖

𝑸 𝟖





174

El siguiente paso es calcular la cantidad de calor necesaria para poder elevar la

temperatura tanto de la cubierta como del agua, y de esta última poder alcanzar su

evaporación.

𝑸𝒗 𝒗 𝑪 𝒗 ∆

La masa del policarbonato viene dada por:

𝒗 𝝆𝒗 𝒗𝒊 𝒓𝒊 𝑬𝒗

Donde:

𝑄𝑣: Cantidad de calor necesario para calentar la cubierta de policarbonato

𝑚𝑣: Masa del policarbonato 𝐾𝑔

𝐸𝑣: Espesor del policarbonato 𝑚

𝐶𝑝𝑣: Calor especifico del policarbonato

𝑇𝑎: Temperatura ambiente °𝐶

𝑇𝑣: Temperatura de equilibrio del policarbonato °𝐶

𝜌𝑣: Densidad del policarbonato 𝑔/𝑚3

𝐴𝑣𝑖𝑑𝑟𝑖𝑜: Area del policarbonato 𝑚2

𝒗 𝒈

𝒗 𝟖 𝒈

𝑸𝒗 𝟖 𝒈

𝒈 𝟖

𝑸𝒗 𝟖 𝟖




175

𝑸𝒗

𝟖 𝟖


calentar el agua:

𝑸 𝑪

𝑸 𝟖 𝟖 𝒈 𝟖

𝒈 𝟖 𝟖

𝑸 𝟖

𝑸

𝟖

𝑄 𝑎: Cantidad de calor necesario para calentar el agua

𝑚𝑠: Masa de agua en el colector 𝐾𝑔

𝐶𝑝:Calor especifico del agua

𝑇𝑎:Temperatura ambiente °𝐶

𝑇𝑤:Temperatura de equilibrio del agua °𝐶

Para que exista la evaporación del agua, el sistema debe alcanzar el cambio de

estado de fase, es decir, debe tener una energía extra para que el sistema pueda

cumplir su función:

El porcentaje de masa evaporad es igual a:

𝑸 𝒗




176

𝑸 𝒗 𝟖 𝟖 𝒈

𝒈

𝑸 𝒗 𝟖

𝑸 𝒗

𝟖 𝟖

Donde:

𝑄𝑒𝑣: Cantidad de calor necesaria para evaporar x porcentaje de agua

𝑥: Porcentaje de masa evaporada

λ: Entalpia de vaporización a la temperatura 𝑇𝑤

Por tanto la cantidad necesaria para calentar el policarbonato, calentar el agua de la

bandeja y evaporar cierto porcentaje de la misma viene dada por:

𝑸𝑵 𝑸 𝒗 𝑸 𝑸 𝒗

Donde:

QN : Calor total necesario

𝑸 𝒗 𝒗 𝒗𝒊 𝒓𝒊 𝑸𝒗

𝒗

𝑸 𝒗

148,356w

𝑸 𝒗




177

Sustituyendo en la ecuación


𝑸𝑵 𝟖

𝑸𝑵

A continuación vamos a comprobar la eficiencia inicial del destilador. Para ello

aplicamos la fórmula:


𝑸=𝑸 +𝑸𝑵

Donde:

𝑄: Energia total almacenada por el sistema


𝑄𝑁: Calor necesario para calentar y evaporar

Eficiencia del destilador solar teórica:

𝐸 𝑖 𝑖𝑒 𝑖𝑎 𝑄

𝐶

Donde:

𝑄: Energía total almacenada por el sistema

𝑇: Irradiancia total.

Sc: La superficie colectora.

𝐸 𝑖 𝑖𝑒 𝑖𝑎




178

Una vez vista la eficiencia teórica inicial, pasamos a desarrollar nuestra idea, con la

intención de conseguir el máximo rendimiento. Para ello realizamos un estudio de

balances de energía. Además, le sumamos el aporte energético del receptor y

aumentamos el periodo de producción con el almacenamiento térmico.

Figura 58. Balance de materia y energía involucradas en un destilador solar.

Además se tienen los siguientes términos que están involucrados dentro del proceso

térmico y que se a definen a continuación:

Calor perdido por conducción (qco)

𝟖

𝟖

Coeficiente de transferencia de calor convectivo.

𝟖




179

𝑤

𝑤

Una vez calculado Kb saber cual es el calor que podremos perder por

conducción.

𝑤 𝟖 𝟖

𝑤

Como se puede comprobar las perdidas por conducción se han reducido a lo

mínimo.

Calor perdido por radiación del policarbonato ( 𝒓𝒗).

𝒓𝒗 𝒗 𝒗

[ 𝟖

]

𝟖 𝑪




180

𝟖

𝒓𝒗 𝟖

Calor perdido por conveccion del policarbonato (qcv).

𝒗 𝒗 𝒗

𝒗

𝒗

Calor perdido por radiación del agua ( 𝒓 ).

𝒓

Calor perdido por convección natural ( )

𝟖𝟖 𝒗 𝒗

𝟖

𝟖𝟖




181

𝒓

𝒗

𝟖

Calor perdido por evaporación.

𝒗

Balance global y eficiencia.

𝑰 𝟖

∝ 𝒈 𝑰

𝟖

𝟖




182

Esta es la radiación solar que llega a la cubierta

𝟖

𝟖

𝟖

𝟖 𝟖 𝟖

Balance de calor sobre el agua.

Calculo del calor absorbido por el agua :

′ =𝑰 ∝𝒈 ∝ 𝒓 + + +

( ) 𝟖

𝟖 𝟖

𝟖

Calculo de calor absorbido por el sistema, de la ecuación:

𝟖 𝟖

𝟖




183

Calculando la capacidad del calor almacenada por el dispositivo por medio de

la ecuación:

𝑸

𝑸

𝟖

𝑸 𝟖 𝟖𝟖


𝑸𝒗 𝒗 𝑪 𝒗 ∆

𝒗 𝝆𝒗 𝒗𝒊 𝒓𝒊 𝑬𝒗

𝒗 𝒈

𝒗 𝟖 𝒈

𝑸𝒗 𝟖 𝒈

𝒈 𝟖

𝑸𝒗 𝟖 𝟖

𝑸𝒗

𝟖 𝟖


calentar el agua:

𝑸 𝑪




184

𝑸 𝟖 𝟖 𝒈 𝟖

𝒈 𝟖 𝟖

𝑸 𝟖

𝑸

𝟖

𝑸 𝒗

𝑸 𝒗 𝟖 𝟖 𝒈

𝒈

𝑸 𝒗 𝟖

𝑸 𝒗

𝟖 𝟖

Por tanto la cantidad necesaria para calentar el policarbonato, calentar el agua de la

bandeja y evaporar cierto porcentaje de la misma viene dada por:


𝑸 𝒗 𝒗 𝒗𝒊 𝒓𝒊 𝑸𝒗

𝒗

𝑸 𝒗

148,356w

𝑸 𝒗

Sustituyendo en la ecuación





185

𝑸𝑵 𝟖

𝑸𝑵 𝟖


𝑸 𝑸 𝑸𝑵

𝑸 𝟖 𝟖𝟖

𝑸

12.03. SUPUESTO “B” DESARROLLO DE LA EFICIENCIA DEL MODELO

DE ACELERADOR DE DESTILACIÓN DE AGUA MEDIANTE EL

APORTE DE ENERGÍA TERMOSOLAR Y ALMACENAMIENTO

MEDIANTE LECHO DE PIEDRAS.

El objetivo siguiente es conseguir el aporte de energía necesaria para acelerar el

proceso de destilación y en su caso aumentar la producción diaria de nuestro

destilador. Por ello, hemos diseñado la instalación para que esa energía necesaria

sea aportada por un receptor solar.

Como anteriormente vimos, para calentar 29.308,383kg de agua y evaporarla

necesitamos 135.311,551w y 5.093,547w. Con la energía solar directa sólo

conseguimos un 20,40% de rendimiento. Por lo tanto necesitamos aportarle al

destilador una energía de al menos 135.311,551w.

Pasamos entonces a calcular el receptor solar que nos haría falta para el aporte de

dicha energía.

Para realizar el diseño del campo solar tomaremos un dato exacto aportado por la

Gerencia de Urbanismo de Sevilla, tomando el pico de radiación más alto




186

comprobado. Ya que, si tomásemos la medía no calcularíamos la instalación para

soportar el máximo de radiación y podría trabajar por encima de su rendimiento.




187

RADIACIÓN SOLAR EN SEVILLA:

Figura 59. Radiación global horaria sobre la superficie de Sevilla (W/m2).

Fuente: www.sevilla.org/urbanismo/ (Gerencia de Urbanismo. Ayto. de Sevilla) Así pues, el punto de diseño seleccionado es el siguiente: - Día. 17 de julio - Día del año. N=181+i - Coordenadas. Castilleja del Campo, Sevilla (37° 23' 6'' N, 6° 20' 3'' O) - Radiación solar directa. I0=906,7 W/m2 - Hora solar (Apparent Solar Time). AST=12

𝑸𝒊 𝑰 𝒓 𝒊 Donde:

𝑰 Energía solar recibida

Número de heliostatos Superficie del heliostato m2

0,814

𝒓 0,90

𝒊 0,90

0,95




188

= 0,95

𝟖

𝟖 𝒊

Redondeamos con 28,00 heliostatos.

Este sería el cálculo de partida para aumentar la producción de nuestro destilador,

pero también tenemos un almacén térmico mediante piedras bajo el vaso del

destilador. Si aumentásemos el número de heliostatos aumentaríamos el balance de

energía, derivando el sobrante hacia el almacenamiento térmico, prologando la

efectividad del destilador en 5 horas más.

Si consideramos que queremos un almacenamiento para cinco horas debemos

conocer la masa de piedras necesaria para el almacenamiento de calor. Para ello

aplicaremos la fórmula:

Para el cálculo de almacenamiento mediante piedras aplicamos la fórmula.

𝑸

Donde:

Qe: es el calor requerido por el destilador para su almacenamiento.

cpp: calor especifico de la piedra

.

T2: Temperatura a la que puede calentarse una placa negra expuesta al sol.

T1: Temperatura interior.




189

Para definir el volumen de uno de los lechos de rocas, se tiene que establecer el

volumen de la masa de piedras, que está dado por:

Tendríamos que almacenar para cinco horas:

𝒓

𝟖

𝒈 Por lo tanto el volumen de piedras que necesitaremos será:

𝑽

𝝆

𝝆 ( 𝒈

) 𝒊 𝒊 𝒓

𝑽 𝒈

𝒈

El volumen necesario de piedras para el almacenamiento es de:

𝑽 𝟖 lo cuadramos a 𝑽 .

Hasta este punto, sabríamos las necesidades energéticas para para evaporar agua durante trece (13) horas más tres (3) de calor residual. La energía a conseguir sería:

∑ 𝟖 𝒓 𝒊

∑ 𝟖 𝟖

Hemos considerado un 16% de pérdidas. Este dato es fruto de un exhaustivo estudio realizado durante el proyecto Phoebus sobre las centrales termosolares existentes. Las pérdidas en tuberías, se expresan como un porcentaje de la energía suministrada por el receptor al aire.




190

Así pues, el número de heliostatos necesarios sería

𝟖

A continuación pasamos a diseñar el campo de heliostatos El primer anillo de espejos se supone a una distancia de la torre de 15m.

Calculamos la separación radial con la ecuación:

∆ √

𝒊

Donde:

A= superficie de un helióstato 9m2

I= es el número de anillo en el que se desea realizar el cálculo

∆ √

∆

Calculamos los heliostatos del primer anillo con la fórmula:

𝑵 𝒊 𝒊 √

𝑵 𝒊 𝒊 √

𝑵 𝒊

i= orden del anillo.

R= distancia a la torre. 15m




191

La separación acimutal se calcula de manera análoga a la radial, e igualmente la

separación podría ser distinta a la elegida:

∆ 𝒊 √ 𝒊

∆ 𝒊 √ 𝒊

∆ 𝒊

El resto de la instalación se haría mecánicamente realizando las mismas

operaciones hasta conseguir el número de heliostatos necesarios. El resultado se

recoge en la tabla siguiente.

La distribución de los heliostatos queda definida según la tabla.

Anillo R(m) AR(m) Al(m) NH Ajuste

1 15 15 4,65 21 8

2 19 4 4,80 54 21

3 23 4 4,95 98 37

Heliostatos 173 66

A continuación calculamos las dimensiones de nuestro receptor circular

𝝆

𝒊

𝒊

Donde:

ξ = 32’ = 9,3·10-3 rad;

H = altura de la torre, 20 m.

𝜃 = ángulo con la vertical que forma la dirección de los rayos solares reflejados por

el último anillo de espejos, que tiene como valor:

(

) (

)




192

Las dimensiones mínimas del receptor, serían:

𝒓

Las dimensiones del receptor son:

Diámetro del receptor, d (m) 1,20

Altura del receptor, l (m) 2

Número de paneles de tubos 4

Ancho de los paneles (m) 1,53

Altura de los paneles (m) 2

Diámetro de los tubos, de (mm) 35

Espesor de los tubos, et (mm) 1,25

Separación entre los tubos, p (mm) 5

Temperatura entrada/salida 190⁰C/280⁰

Material de los tubos Acero de alta aleación (níquel)

Una vez conocidos los datos y calculado los elementos de aporte de energía

(receptor solar) podemos saber cual sería nuestro rendimiento.

𝑸 𝟖 𝟖𝟖 𝟖 𝒓 𝒓 𝒓

Tendríamos un balance energético:

w

El resultado aplicando la fórmula:

fi ien ia

𝐶x100

fi ien ia 𝟖 𝟖

𝟖 00

fi ien ia

Tendríamos una producción de:




193

𝑸

𝟖 𝟖𝟖

𝒈

𝒈

Me: Cantidad de agua destilada teórica. [gr]

λ:= 2333000

Esto nos da una producción cada 8h de sol de 𝑚

Si consideramos que tenemos un almacenamiento térmico que mantiene la inercia

energética durante 5horas más, aunque no sea al 100%. Si consideramos un 15%

de producción en las 5 horas restantes, podríamos llegar a una producción de

𝑚

Como hemos obtenido una eficiencia teórica del 71% el resultado sería de




194

13. ESTUDIO DE VIABILIDAD AMBIENTAL EN LA CONSTRUCCION DEL ACELERADOR DE DESTILACION SOLAR (ADS).

EL PRINCIPAL RESIDUO, LA SALMUERA.

El residuo principal de toda desaladora es lo que se conoce como salmuera. La

salmuera contiene los mismos iones y componentes que se extrajeron del mar. Sin

embargo, esos iones están concentrados en un volumen de aproximadamente el

50% del extraído del mar. Por tanto, la salmuera es agua de mar concentrada que

tiene efectos sobre el medio ambiente marino debido a que su concentración en

sales es el doble de la del agua de mar.

La salmuera introducida en el mar derivará iones hacia las aguas circundantes hasta

conseguir igualar las concentraciones, ya que, es imposible mantener por largo

tiempo dos masas de agua con diferente contenido salino sin que las

concentraciones se igualen.

Si la alimentación de salmuera al mar es continua, se debe trabajar para conseguir

la máxima dilución de la salmuera en el medio receptor en los primeros metros a

partir del punto de vertido. Para ello, se optimiza el diseño del tramo difusor del

emisario partiendo de las condicionantes ambientales del área de vertido

(velocidades de corriente, salinidades medias, etc.) y de los resultados obtenidos de

los modelos de dilución que se utilizan habitualmente.

Estos modelos permiten jugar con un conjunto amplio de parámetros de diseño

(velocidad de salida, caudales, número de difusores, ángulo de salida, etc.), de

manera que se obtiene la solución más óptima, que garantice que la salmuera

vertida alcanzará rápidamente una concentración similar a la del medio receptor. Es

en este punto donde se deben realizar los controles que garanticen el cumplimiento

de los valores umbrales establecidos para la protección sobre algunas plantas

marinas, donde existe un efecto nocivo de la salmuera y así evitar daños a las

praderas marinas.




195

SOLUCIONES PARA EL VERTIDO DE SALMUERA.

Una solución muy eficiente desde el punto de vista de la calidad de los vertidos es

la de realizar una predilución de la salmuera con agua del mar en tierra, antes de

verterla al mar. Para ello se bombea en la toma de la desaladora un caudal adicional

de agua de mar.

También sobre el fondo marino se puede ubicar una o varias conducciones con

boquillas que disparan el agua a presión desde el fondo hacia la superficie. En su

recorrido a través del agua del mar, la salmuera se va mezclando con el agua

circundante hasta que su salinidad es prácticamente similar a la del agua marina, y

no supone riesgo para la posidonia que pueda haber en las proximidades. El sistema

tiene un coste energético muy bajo, pues para garantizar la difusión basta con una

presión de una o dos atmósferas, que frecuentemente se obtiene por gravedad

desde la misma planta. El coste del sistema es inferior al de los grandes emisarios

tradicionales.

13.01. ESTUDIO DE VIABILIDAD AMBIENTAL.

En este capítulo se estudia la interacción entre las instalación a construir y el

entorno, de tal manera que se prevean todas aquellas acciones que puedan afectar

al entorno y medio ambiente. Para realizar un estudio de impacto ambiental

completo debemos analizar la fase de construcción y la fase de explotación.

MATRIZ DE IMPACTOS: En primer lugar se va a describir cuales son los aspectos que afectan tanto la fase

de construcción como la de explotación. La Tabla siguiente muestra el conjunto de

acciones y efectos que se van a valorar durante la fase de construcción de la

instalación.




196

FACTORES AMBIENTALES

FASE DE CONSTRUCCIÓN DE LAS INSTALACIONES

ACCIONES DEL MEDIO FISICO CON01 CON02 CON03 AC01

Aire

Suelo

Agua

Flora

Fauna

Unidad paisaje

Medio Socioeconómico

Clima

Seres humanos

Interacción global

La columna CON1 se corresponde con los movimientos de tierra, la CON2 con la

construcción de cimentaciones y cerramiento, la CON3 con la instalación de los

helióstatos y edificaciones, y la AC01 con acciones permanentes originadas durante

la construcción. La Tabla siguiente determina los aspectos que se valorarán durante

la fase de funcionamiento de la planta.

FACTORES AMBIENTALES FASE DE FUNCIONAMIENTO DE LAS INSTALACIONES.

ACCIONES DEL MEDIO FÍSICO FU01 FU02 AC02

Aire

Suelo

Agua

Flora

Fauna

Unidad paisaje

Medio Socioeconómico

Clima

Seres humanos

Interacción global

La columna FU01 corresponde con el funcionamiento del parque solar, la FU02 con

el funcionamiento del resto de edificaciones, y la AC02 con las acciones

permanentes originadas durante la explotación de las instalaciones.




197

FASE DE CONSTRUCCIÓN DE LAS INSTALACIONES

Durante la fase de construcción de la central se producirán los siguientes impactos

ambientales en las distintas áreas de la planta, como el campo solar, edificio de

instalaciones (ADS) y red de aguas.

Campo solar:

Ocupación del suelo.

Modificación de la topografía del terreno.

Realización de canalizaciones subterráneas.

Construcción de caminos.

Cimentación de los espejos.

Producción de polvo.

Producción de ruidos.

Molestias a la fauna local.

Molestias a la flora local.

Impacto al posible cauce existente.

Impacto visual debido a las nuevas construcciones.

Mejora de la economía de la zona.

Edificio de instalaciones:

Construcción de edificios para las instalaciones.

Realización de instalaciones para la conducción de aire y electricidad.

Construcción de la torre.

Red de aguas:

Instalaciones de abastecimiento, almacenamiento y retorno del agua.

Realización de conducciones de abastecimiento y retorno.

Depósitos de almacenamiento de agua bruta.




198

Filtros.

Construcción de redes para la gestión de la evacuación del agua.

Instalaciones de saneamiento y pluviales.

Instalaciones para aguas residuales.

Instalaciones para aguas de proceso.

Edificaciones auxiliares del proceso productivo:

Accesos.

Caminos.

FASE DE FUNCIONAMIENTO DE LAS INSTALACIONES.

Durante la fase de explotación de la planta se producirán los siguientes impactos

ambientales en las áreas de la planta descritas anteriormente:

Campo solar:

Ocupación del suelo por los helióstatos.

Producción de residuos procedentes del mantenimiento del parque.

Control y mantenimiento de infraestructuras existentes.

Impacto visual de las instalaciones.

Producción de polvo.


Molestias a la fauna local.

Molestias a la flora local.

Modificación de cauce existente.


Edificio de instalaciones:


Labores de control y mantenimiento de infraestructuras existentes.





199


Red de aguas:

Gestión, control, desmineralización y depuración del agua.


Producción de aguas fecales procedentes de aseos y vestuarios.

Producción de agua con contaminación térmica.

Edificaciones auxiliares del proceso productivo:


Producción de residuos procedentes del edificio de control y del taller-

almacén.


VALORACIÓN DE IMPACTOS.

A continuación se muestra la matriz de importancia de impactos, que presenta la

importancia del efecto de las diferentes acciones sobre los factores del medio, así

como la forma de evaluación de la misma.

La importancia del impacto viene representada por un número que se deduce

mediante el modelo propuesto en la siguiente fórmula, en función del valor asignado

a los símbolos considerados que se explicarán más adelante:

𝐴 𝑁 𝐸 𝑃𝐸 𝑅𝑉 𝐸 𝑃𝑅 𝐶




200

En función del valor que adquiera la I (importancia), se pueden clasificar los

impactos de la siguiente forma:

IRRELEVANTE O COMPATIBLE 0≤I≤25 MODERADO 25≤I≤50

SEVERO 50≤I≤75 CRÍTICO 75≤I

Los impactos que se den pueden ser positivos (si producen efectos beneficiosos) o

negativos (si producen efectos dañinos) sobre cada aspecto analizado. Su valor

absoluto junto con la referencia de si es positivo o negativo dará la conclusión final

de los impactos producidos.

Las siguiente tabla, conocida como Matriz de Leopold, es la referencia básica del

siguiente método de valoración, habiéndose de considerar por separado en las

siguientes fases:

Construcción de la planta.

Explotación de las instalaciones.

TABLAS DE VALORACION DE IMPACTOS.

NA: NATURALEZA IN: INTENSIDAD

(+) Beneficioso 1 (B) Baja 1

(-) Perjudicial -1 (M) Media 2

(A) Alta 4

(MA) Muy alta 8

(T) Total 12

EX: EXTENSIÓN MO: MOMENTO

(Pu) Puntual 1 (L) Largo plazo 1

(Pa) Parcial 2 (M) Medio plazo 2

(E) Extenso 4 (I) Inmediato 4

(T) Total 8 (C) Crítico(2) 4

(C) Crítico(1) 4




201

PE: PERSISTENTE RV: REVERSIBILIDAD

(BR) Breve 1 (C) Corto plazo 1

(T) Temporal 2 (M) Medio plazo 2

(P) Permanente 4 (I) Irreversible 4

PE: PERSISTENTE RV: REVERSIBILIDAD

(BR) Breve 1 (C) Corto plazo 1

(T) Temporal 2 (M) Medio plazo 2

(P) Permanente 4 (I) Irreversible 4

SI: SINERGISMO AC: ACUMULACIÓN

(AS) Asinergismo 1 (S) Simple 1

(S) Sinérgico 2 (A) Acumulativo 4

(MS) Muy sinérgico 4

EF: CAUSA – EFECTO PR: PERIODICIDAD

(I) Indirecto (secundario) 1 (I) Irregular o periódico y discont. 1

D) Directo (primario) 4 (P) Periódico 2

(C) Continuo 4

MC: RECUPERABILIDAD I: IMPORTANCIA

(In) De manera inmediata 1 Irrelevante

(MP) A medio plazo 2 Moderado

M) Mitigable 4 Severo

(I) Irrecuperable 8 Crítico




202

FASE DE CONSTRUCCIÓN:

Aplicamos la fórmula:


FACTORES NATURALEZA INTENSIDAD EXTENSION MOMENTO PERSISTENCIA SINERGIA ACUMULACIÓN

Aire Perjudicial Alta Parcial Inmediato Temporal Sinérgico Simple

Tierra y suelo Perjudicial Alta Parcial Inmediato Permanente Sinérgico Acumulativo

Agua Perjudicial Alta Puntual Inmediato Permanente Asinérgico Simple

Flora Perjudicial Baja Puntual Inmediato Permanente Asinérgico Simple

Fauna Perjudicial Baja Puntual Largo plazo Temporal Asinérgico Simple

Paisaje Perjudicial Media Parcial Medio plazo Temporal Asinérgico Simple

Socio-econ. Perjudicial Alta Puntual Inmediato Temporal Asinérgico Simple

Clima Perjudicial Baja Puntual Largo plazo Temporal Asinérgico Acumulativo

Seres humanos Perjudicial Baja Puntual Medio plazo Breve Asinérgico Simple

Inter.global. Perjudicial Baja Puntual Medio plazo Breve Asinérgico Simple

Una vez realizada la valoración de impactos sobre los factores analizables, tal y

como se puede apreciar se distinguen varios impactos significativos:

A nivel adverso son destacables los producidos sobre los factores aire, tierra

y suelo, agua y flora son debido a los movimientos de tierra, construcción de

cimentaciones y conducciones enterradas.

FACTORES PERIODICIDAD RECUPERABILIDAD REVERSIBILIDAD EFECTO VALORACION IMPORTANCIA CONCLUSIÓN

Aire Irregular Inmediatamente Corto plazo Directo -32 BAJO NEGATIVO

Tierra y suelo Continuo subsanable Medio plazo Directo -44 MODERADO NEGATIVO

Agua Continuo subsanable Medio plazo Directo -38 MODERADO NEGATIVO

Flora Irregular subsanable Corto plazo Directo -25 MODERADO NEGATIVO

Fauna Irregular subsanable Medio plazo Indirecto -18 BAJO NEGATIVO

Paisaje Periódico Inmediatamente Corto plazo Directo -24 BAJO NEGATIVO

Socio-econ. Periódico Inmediatamente Corto plazo Directo 30 MODERADO POSITIVO

Clima Periódico Inmediatamente Corto plazo Indirecto -18 BAJO NEGATIVO

Seres humanos Irregular Inmediatamente Corto plazo Directo -17 BAJO NEGATIVO

Inter.global. Continuo A medio plazo Medio plazo Directo -22 BAJO NEGATIVO




203

Los correspondientes a aire, tierra, suelo y agua se catalogan con una misma

intensidad dentro de la franja moderado negativo.

La flora se ve impactada negativamente con una intensidad que fluctúa entre

las franjas de moderado negativo.

Como factor analizado como positivo se distingue al socio – económico

debido a la repercusión que tendría en la comunidad. El Impacto es

considerado como moderado positivo.

El resto de impactos con valoración < 25 han obtenido unos índices que los hace

considerar como irrelevantes y por tanto compatibles.

En el siguiente cuadro se valoran cuantitativamente los impactos producidos en el

medio ambiente durante la fase de explotación de las instalaciones.




204

FASE DE EXPLOTACIÓN:

Aplicamos la fórmula:


FACTORES NATURALEZA INTENSIDAD EXTENSION MOMENTO PERSISTENCIA SINERGIA ACUMULACIÓN

Aire Beneficioso Baja Parcial Largo plazo Temporal Asinérgico Simple

Tierra y suelo Perjudicial Baja Parcial Largo plazo Permanente Asinérgico Simple

Agua Beneficioso Media Puntual Largo plazo Permanente Asinérgico Simple

Flora Beneficioso Baja Puntual Largo plazo Permanente Asinérgico Simple

Fauna Beneficioso Baja Puntual Largo plazo Temporal Asinérgico Simple

Paisaje Perjudicial Baja Parcial Largo plazo Temporal Asinérgico Simple

Socio-econ. Beneficioso Alta Puntual Inmediato Permanente Muy sinérgico Simple

Clima beneficioso Baja Puntual Largo plazo Temporal Asinérgico Simple

Series humanos beneficioso Baja Puntual Largo plazo Breve Asinérgico Simple

Inter.global. beneficioso Baja Puntual Largo plazo Breve Asinérgico Simple

FACTORE

S PERIODICIDA

D RECUPERABILID

AD REVERSIBILID

AD EFECT

O VALORACIO

N IMPORTANCI

A CONCLUSIÓ

N

Aire Irregular Inmediatamente Corto plazo Directo 19 BAJO POSITIVO

Tierra y suelo Continuo Inmediatamente Medio plazo Directo -25 BAJO NEGATIVO

Agua Continuo Inmediatamente Medio plazo Directo 26 MODERADO POSITIVO

Flora Irregular Inmediatamente Corto plazo Directo 19 BAJO POSITIVO

Fauna Irregular Inmediatamente Medio plazo Indirecto 15 BAJO POSITIVO

Paisaje Periódico Inmediatamente Corto plazo Directo -18 BAJO NEGATIVO

Socio-econ. Periódico Inmediatamente Corto plazo Directo 32 MODERADO POSITIVO

Clima Periódico Inmediatamente Corto plazo Indirecto 15 BAJO POSITIVO

Series humanos Irregular Inmediatamente Corto plazo Directo 16 BAJO POSITIVO

Inter.global. Continuo Inmediatamente Medio plazo Directo 20 BAJO POSITIVO

Una vez realizada la valoración de impactos, como en el caso anterior, se explican

los impactos más significativos:

Se aprecia que el punto más negativo pero bajo es el que corresponde a la

tierra y suelo, ya que, es donde existe más posibilidad de alterar su estado. El




205

otro aspecto que puede ser negativo pero bajo es el corresponde al aspecto

visual del paisaje.

Se prevé que la explotación de estas instalaciones ocasionará beneficios para

la zona. Por ello, se considera como factor impactado positivamente de nuevo

el socio – económico, igualmente como moderado positivo. También tiene

esta valoración los factores clima y flora en esta fase del proyecto.

El resto de impactos con valoración < 25 han obtenido unos índices que los hace

considerar como irrelevantes y por tanto compatibles.

INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.

Impacto sobre el aire: en la fase de construcción se incide negativamente en este

factor debido principalmente a dos cuestiones: la emisión de material partículas y la

producción de ruidos. En la fase de explotación no existe ningún proceso que

provoque ruidos en exceso, por lo que se considera este aspecto en positivo.

Impacto sobre el suelo y tierra: en la fase de construcción como en la de explotación

de la actividad se incide negativamente en este factor debido principalmente a dos

cuestiones: la producción de residuos y contaminación del suelo, y la erosión del

terreno. Asimismo, durante la fase de construcción también se producen dos

impactos más: el acondicionamiento y ocupación del suelo, y la construcción de

nuevos viales, lo cual hace que la intensidad en esta fase sea mayor.

Impacto sobre el agua: en la fase de construcción se incide negativamente en este

factor debido a las necesidades de utilización de agua para el proceso productivo, lo

cual implica la construcción de canalizaciones de transporte de agua. Como

acciones significativas potencialmente impactantes destacan: la construcción de la

red de aguas, interrupción de cursos de agua y posibilidad de vertidos accidentales.




206

En la fase de explotación de la actividad se incide negativamente en este factor

debido principalmente al uso y utilización del agua durante el proceso productivo.

Impacto sobre la flora: en la fase de construcción se incide negativamente en este

factor debido principalmente a la necesidad técnica de ubicarse en suelo sin

obstáculos. La flora existente afectada por la construcción de las canalizaciones, el

destilador y el campo solar, será mínima, debido a las características de la

instalación. En la fase de explotación de la actividad se incide positivamente en este

factor debido a la revegetación natural.

Impacto sobre la fauna: en la fase de construcción se incide negativamente pero de

forma irrelevante en este factor debido a las siguientes acciones:

Producción de ruidos y vibraciones como consecuencia de las labores de

construcción de las instalaciones.

Molestias a la fauna local por la presencia de seres humanos. Atendiendo a estos

hechos se obtiene una matriz que da como conclusión que el factor fauna se verá

impactado como irrelevante negativo.

Impacto sobre los seres humanos: en la fase de construcción la actividad se incide

negativamente en este factor debido principalmente a la potencialidad de riesgos

existentes:

Existencia de riesgos inherentes a la construcción, operatibilidad y mantenimiento de

la instalación.

Interacción global de los impactos: análisis de los posibles impactos ambientales

producido durante la construcción y explotación del parque solar sobre los factores

analizados, no se aprecian interacciones significativas que produzcan una

mayoración de los impactos detectados por sí solos.




207

13.02. MEDIDAS PROTECTORAS, CORRECTORAS Y COMPENSATORIAS.

PROGRAMA DE VIGILANCIA AMBIENTAL.

MEDIDAS PROTECTORAS:

Antes del inicio de los trabajos, se deberán comunicar las medidas

correctoras al personal encargado de ejecutar los trabajos de construcción y

mantenimiento de la instalación.

El control de la vegetación se realizará mediante siega o aprovechamiento

ganadero. No se podrán utilizar herbicidas.

Respecto a la ubicación y construcción, se atendrá a lo establecido en la

Normativa Urbanística y Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres,

Nocivas y Peligrosas.

Se comunicará a la Dirección General de Evaluación y Calidad Ambiental de

la zona la finalización de la fase de construcción antes de la entrada en

servicio, con el fin de comprobar y verificar el cumplimiento de las medidas

correctoras.




208

MEDIDAS CORRECTORAS: En la fase de construcción:

Protección de aguas y suelos:

Cerramiento o vallado perimetral de toda la superficie donde se van a

desarrollar las obras.

Construcción de un área específica de unos 200 m2 para la realización de las

labores de mantenimiento de la maquinaria de obra. Se dispondrá de una

solera de hormigón impermeable con cubeto o zanja perimetral para recoger

los vertidos líquidos.

Protección del aire:

Limitación de la velocidad de circulación de los vehículos en pistas de acceso

y zonas de obra para reducir los niveles sonoros y la emisión de polvo.

Utilización de maquinaria de construcción que cumpla la directiva CEE, en

cuanto a niveles de emisión de ruidos y vibraciones.

Protección del ser humano:

Se harán cumplir escrupulosamente las medidas vigentes en materia de

prevención de riesgo laborales y seguridad y salud en el trabajo,

constituyéndose un equipo técnico que velará por dicho cumplimiento,

compuesto de un coordinador de seguridad y salud, un representante del

promotor y el jefe de obras de la contrata principal de ejecución, reuniéndose

un mínimo de dos veces semanales en el lugar de las obras.

Protección de la fauna:




209

Se realizarán recorridos sistemáticos, previos a la entrada de la maquinaria,

para detectar posibles lugares de interés para la fauna, incluyendo la

posibilidad de salvaguardar dichos lugares con los medios que se consideren

oportunos.

Protección de la flora:

Se creará y delimitará una zona de acopio de materiales con la finalidad de

minimizar el impacto sobre la flora.

Protección del paisaje:

En todas las instalaciones se emplearán materiales y colores que permitan su

integración en el entorno.

Gestión de residuos:

Una vez terminadas las obras se procederá a la limpieza general de las áreas

afectadas, retirando las instalaciones temporales, restos de máquinas y

escombros, depositándolos en vertederos controlados e instalaciones

adecuadas para su tratamiento.

En la fase de explotación:

Protección de suelos y aguas:

Se evitará vertidos de salmuera en el suelo recogiéndose de manera

controlada y disolviéndola en las zonas destinada a ello.




210

Vertidos:

Las aguas con residuos, es decir, aguas contaminadas serán enviadas a un

separador agua/aceite, del cual se obtendrá, tras la separación, un líquido

claro susceptible de ser evacuado.

Protección del ser humano:

Se harán cumplir escrupulosamente las medidas vigentes en materia de

prevención de riesgo laborales y seguridad y salud en el trabajo,

constituyéndose un equipo técnico que velará por dicho cumplimiento,

reuniéndose un mínimo de dos veces semanales en el lugar de las obras.

Ruidos:

No se permitirá el funcionamiento de ninguna fuente sonora cuyo nivel de

recepción externo sobrepase, al límite de propiedad, los 60 dB(A) de día y los

45 dB(A) de noche.

PLAN DE VIGILANCIA AMBIENTAL: Durante la fase de obras se emitirán informes trimestrales sobre el progreso de las

obras y la aplicación de las medidas protectoras y correctoras.

Una vez en fase de explotación se remitirá a la autoridad competente en materia de

medio ambiente la siguiente documentación:

Durante los tres primeros años y con carácter anual, el resultado de los

recorridos de campo en el entorno de las instalaciones para detectar posibles

accidentes por colisión de aves.

Informe anual elaborado por el organismo de inspección correspondiente

donde se recojan los resultados de las mediciones atmosféricas que se

realizarán en la instalación.




211

Informe redactado por un técnico cualificado, o equipo multidisciplinar, que

incluirá, entre otros aspectos, informes anuales durante todo el periodo de

explotación de la instalación, con el fin de evaluar la incidencia de la misma

sobre el medio y la efectividad de las medidas correctoras ejecutadas.

13.03. CONCLUSIÓN EN EL ESTUDIO DE VIABILIDAD.

Tras el análisis de los posibles impactos ambientales, durante la explotación de las

instalaciones, se prevé que este tipo de instalación no incidirá de manera negativa

en el ecosistema en que se ubique la instalación, no se han apreciado actuaciones

que puedan desaconsejar su emplazamiento, habiéndose estudiado las posibles

afecciones al medio geofísico y socio-económico.

En cuanto a otras posibles afecciones, como humos y ruidos al ser inexistentes en

este tipo de instalación, no se aprecian problemas que puedan afectar al medio o a

las personas que en él habitan. La planta propuesta no produce emisiones de CO2,

con lo que contribuye a mitigación del cambio climático.

Tras analizar todos los factores considerados, se resuelve que construcción y

funcionamiento de la planta ADS objeto del presente Estudio Detallado de Impacto

Ambiental, es VIABLE AMBIENTALMENTE.




212

14. ANÁLISIS ECONÓMICO DE PRESUPUESTOS Y COSTES: RELACIÓN

AGUA-ENERGÍA.

Los emplazamientos costeros (agua de mar), o de interior (aguas salobres), con

viento o sol son potencialmente viables para este tipo de instalaciones.

El objeto es conseguir agua en las zonas que carecen de red eléctrica y no hay

infraestructuras y redes para el abastecimiento de agua potable.

Existen zonas donde el punto más cercano para la conexión de energía eléctrica se

encuentra a cientos de kilómetros.

COSTES

El coste del agua de estos sistemas depende de varios factores, pero

fundamentalmente del tamaño de la instalación, la calidad del agua de alimentación,

el recurso de energía renovable del emplazamiento y la ubicación geográfica.

Se han realizado pruebas con plantas desaladoras pequeñas (hasta 1000 m3/año)

alimentadas por energía solar fotovoltaica, la estimación del coste unitario del agua

desalada resultó aproximadamente en 7 €/m3 para el caso de agua salobre y de

11€/m3 para el caso de alimentación con agua de mar.

Nuestro sistema es todavía más sencillo y una vez instalado apenas tendrá

mantenimiento y dependencia tecnológica, lo que lo puede hacer factible para zonas

remotas.




213

14.01. PRESUPUESTO DE OBRA.

1 EDIFICACIÓN 31.639,00

2 INSTALACIONES 32.287,71

3 URBANIZACIÓN 29.304,99

4 SEGURIDAD Y SALUD 2.112,80

5 GESTIÓN DE RESIDUOS 229,20

TOTAL EJECUCIÓN MATERIAL 95.573,70

13,00 % Gastos generales 12.424,58

6,00 % Beneficio industrial 5.734,42

SUMA DE G.G. y B.I. 18.159,00

21,00 % I.V.A. 23.883,87

TOTAL PRESUPUESTO CONTRATA 137.616,57

Asciende el presupuesto general a la expresada cantidad de CIENTO TREINTA Y

SIETE MIL SEISCIENTOS DIECISEIS EUROS con CINCUENTA Y SIETE

CÉNTIMOS

14.02. ESTUDIO DE COSTES DE LA INSTALACIÓN.

Con el objeto de mejorar la calidad del agua de abastecimiento y ajustarla a las

futuras exigencias, se realiza el estudio de los costes de explotación y de inversión

de la planta proyectada con el objetivo de conocer el coste total del agua por m3.

Para estimar el coste de la instalación aplicamos la fórmula:

𝐶 𝐴𝑚𝑜𝑟 𝑖 𝑎 𝑖

𝑃𝑟𝑜𝑑 𝑖 𝑎𝑔 𝑎 𝑚




214

Para la amortización aplicaremos:

𝐴𝑚𝑜𝑟 𝑖 𝑎 𝑖 𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖 𝑖 𝑖

𝑖

La inversión recoge los siguientes costes:

Terrenos.

Desaladora.

Servicios auxiliares.

Costes de construcción.

Proyecto de Construcción.

Captación.

Tratamiento.

Vertido.

Electricidad e instrumentación.

Servicios, equipos auxiliares, conexión a los sistemas generales y varios.

Urbanización. (si es necesaria).

Conexión del agua producida con la red de distribución.

Proyectos Complementarios.

Servicios de ingeniería.

Estudios previos.

Redacción de proyectos.

Supervisión y control de las obras.

Desarrollo del proyecto.




215

Administración, contratación, gestión.

Permisos ambientales.

Servicios legales.

Costes financieros del proyecto.

Intereses intercalares.

Otros costes financieros.

La fórmula de amortización se basa en:

i, tipo de interés anual

n, años (vida útil instalación)

Los costes de mano de obra y mantenimiento (O & M) son:

Energía (planta + entrega).

Personal.

Reactivos (convencionales).

Reposición cartuchos y membranas (para convencionales).

Mantenimiento y conservación.

Administración y otros.

14.03. JUSTIFICACION DEL SISTEMA ADS FRENTE A LA DESALACIÓN DE

GRAN DEMANDA ENERGÉTICA EN ZONAS REMOTAS.

Para analizar correctamente los datos hemos realizado un comparativo entre lo que

costaría instalar una planta de osmosis inversa (OI) en un lugar remoto para

pequeñas producciones de agua, y nuestro sistema (ADS) totalmente autosuficiente.




216

El coste mínimo para para una planta de OI (osmosis inversa) para poca

demanda sería:

Construcción.

Instalaciones y edificio: 412.000€

Obras para llevar electricidad desde un punto remoto: 10%/Inversión. Se

estima un porcentaje al ser una obra que en algunos casos podría ser tan

cuantiosa como la propia instalación. Para realizar una comparativa adecuada

con nuestra instalación hemos estimado ese porcentaje.

Los costes de explotación son:

DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA OI

COSTES /M3

COSTE O&M

Costes Fijos

Personal 0,130

Mantenimiento y conservación 0,035

Administración 0,025

Varios(seguros, licencias, analisis, etc) 0,089

Costes Variables

Productos químicos. 0,042

Mantenimiento y conservación. 0,029

Energía eléctrica. 0,263

Reposición de membranas y cartuchos. 0,017

Renovación de equipos 0,015

Costes Medioambientales y Externos

Emisiones de CO2 0,020

Impacto ambiental 0,350

TOTAL 1,01 €

𝐴𝑚𝑜𝑟 𝑖 𝑎 𝑖 𝑖 𝑖

𝑖

Donde: I: costes de inversión

i: tipo de interés en tanto por uno= 5%




217

n: nº de años de la amortización=20

Aplicando la fórmula descrita en nuestro caso obtenemos:

𝐴𝑚𝑜𝑟 𝑖 𝑎 𝑖 𝑎 𝑎

𝐴𝑚𝑜𝑟 𝑖 𝑎 𝑖 𝑎 𝑎




218

El coste mínimo para para la planta del A D S (acelerador de destilación solar)

sería:

Construcción.

Instalaciones y edificio: 113.732,7€

Obras para llevar electricidad desde un punto remoto: 0%/Inversión. Se

autoabastece con energía solar.

Los costes de explotación son:

A D S

COSTES /M3

COSTE O&M

Costes Fijos

Personal 0,025

Mantenimiento y conservación 0,010

Administración 0,015

Varios(seguros, licencias, análisis, etc) 0,020

Costes Variables

Productos químicos. 0,010

Mantenimiento y conservación. 0,015

Energía eléctrica. 0,000 Reposición de membranas y cartuchos. 0,000

Renovación de equipos 0,010


Emisiones de CO2 0,000

Impacto ambiental 0,010

TOTAL 0,12 €

𝐴𝑚𝑜𝑟 𝑖 𝑎 𝑖 𝑖 𝑖

𝑖

Donde: I: costes de inversión

i: tipo de interés en tanto por uno= 5%

n: nº de años de la amortización=20




219

Aplicando la fórmula descrita en nuestro caso obtenemos:

𝐴𝑚𝑜𝑟 𝑖 𝑎 𝑖 𝑎 𝑎 𝐴

𝐴𝑚𝑜𝑟 𝑖 𝑎 𝑖 𝑎 𝑎 𝐴

Comparativa entre ambas tecnologías en un entorno sin recursos energéticos.

DESALADORA

COSTES /M3 OI ADS

COSTE ANUAL O&M

Costes Fijos

Personal 0,130 0,025

Mantenimiento y conservación 0,035 0,010

Administración 0,025 0,015

Varios(seguros, licencias, analisis, etc) 0,089 0,020

Costes Variables

Productos químicos. 0,042 0,010

Mantenimiento y conservación. 0,029 0,015

Energía eléctrica. 0,263 0,000 Reposición de membranas y

cartuchos. 0,017 0,000

Renovación de equipos 0,015 0,010


Emisiones de CO2 0,020 0,000

Impacto ambiental 0,350 0,010

AMORTIZACION 16,457 4,13

17,47 4,24




220

La inversión mínima siempre es alta en la OI, debido a la complejidad de la

construcción e instalaciones que conllevan estos sistemas.

.

El personal de las plantas de osmosis debe estar muy cualificado, lo que supone un

hándicap si queremos instalar un tipo de desaladora sostenible.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0 50 125 250 500 1000 1500 2000

Co

ste

€/m

³

RELACIÓN INVERSION-PRODUCCION

CONVENCIONAL

A D S

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0 50 125 250 500 1000 1500 2000

Co

ste

€/m

³

PRODUCCION M3/ANUAL

COSTE DE PERSONAL

CONVENCIONAL

A D S




221

Como se puede comprobar, la desalación mediante OI es rentable siempre que se

instale en un entorno donde el suministro energético necesario sea posible,

entendiendo por necesario un gran cantidad de energía. Diversos estudios han

constatado que para desalar un m3 de agua se necesitan entre 4 y 6kw lo que

significa que para producciones anuales menores de 50.000m3 no son rentables;

muy condicionadas por el canon energético. La energía consumida en este tipo de

tecnologías representa un 19% de la electricidad de la zona donde se ubica, un 30%

del gas natural consumido, y millones de litros de gasoil cada año, con una clara

tendencia a aumentar. Los consumos de agua y de energía están aumentando a

unas tasas muy similares, y frecuentemente en las mismas zonas geográficas.

0,00

1.000,00

2.000,00

3.000,00

4.000,00

5.000,00

6.000,00

7.000,00

8.000,00

0 50 125 250 500 1000 1500 2000

KW

/AN

UA

L

PRODUCCION M3/ANUAL

CONSUMO ENERGÉTICO SISTEMAS CONVENCIONALES

CONVENCIONAL

A D S




222

Por otro lado las emisiones de CO2 ligadas a la electricidad utilizada para la

transformación de agua salubre o desalada en potable suponen

. Lo que

supone un recargo ambiental de

También hay que destacar la contaminación acústica de una planta desaladora

osmosis inversa, que no suele mencionarse, pero debe tenerse en cuenta sobre

todo en pequeñas islas o zonas con muy escaso terreno edificable, situación

desgraciadamente muy común en el Levante Español y nuestros archipiélagos.

De acuerdo con la guía “Economics and the environment”, el coste ambiental se

define como el “coste que representa el daño que genera el uso del agua sobre el

medioambiente y sobre aquellos que lo disfrutan”. El coste medioambiental así

definido es la cuantificación en términos económicos de los impactos que genera el

uso del agua.

Resumiendo, el impacto ambiental derivado de la instalación de una planta

desaladora OI tiene varias afecciones destacables: vertido de salmueras, emisiones

y ruidos.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 50 125 250 500 1000 1500 2000

ton

ela

da

C0

2/m

3

PRODUCCION M3/ANUAL

CONTAMINACION DE CO2 POR SISTEMAS CONVENCIONALES

CONVENCIONAL

A D S




223

14.04. JUSTIFICACIÓN DEL SISTEMA ADS.

El suministro de agua dulce en zonas aisladas de la red eléctrica puede resolverse

mediante sistemas de desalación alimentados por energías termosolares. Las

principales ventajas de estas tecnologías son:

Autonomía energética, puesto que la única fuente de energía es el sol.

Autonomía en el suministro de agua a través de la planta desaladora.

Operación automática

El diseño se puede adaptar a las necesidades y condiciones locales.

No emisión de dióxido de carbono en el proceso (un kilo de CO2 evitado por

cada. kilowatio-hora de origen renovable)

Beneficios sociales

Formación de personal local

Contribución al desarrollo de la economía local a través de los productos

consumibles, el suministro de repuestos sencillos, etc.

Mejora de la salud de los usuarios

Aunque los costes específicos del agua producida son altos, especialmente para el

caso de agua de mar, existen múltiples posibilidades de financiación: programas

nacionales de los países destinatarios, programas de cooperación al desarrollo de la

administración pública municipal, provincial, autonómica, nacional o europea.

15. CONCLUSION.

Se ha realizado el “DISEÑO DE UN DESTILADOR SOLAR CON APORTE

TERMOSOLAR PARA AGUA SALADA Y RESIDUAL”, Del estudio realizado en

el supuesto “B” concluimos que acelerador de destilación con cuatro vertientes

y cuatro cubetas posee una mayor eficiencia, que los destiladores que se

conocen. Ya que aplicamos los conocimientos de las termosolares para producir

calor dentro de la cubeta. Además se ha planteado un diseño para que apenas

tenga mantenimiento y aunque en un principio la inversión sería importante la

amortización y el poco mantenimiento la harían muy factible.




224

Se puede generar bastante agua en países que estén en la franja de mayor

radiación y el sistema no es muy complicado, incluso manteniendo limpios los

espejos y los tubos por donde pasa el aire podría funcionar continuamente.

En las zonas de mayor radiación, que son las más desérticas y que tienen más

carencia de agua son las que presentarían mejores rendimientos aumentando

en un 30% el rendimiento respecto al estudio del supuesto B.




225

ANEXO I PLANIN DE OBRA.

PR

OYE

CTO

GE

NE

RA

CIÓ

N D

E A

GU

A D

EN

TR

O D

E U

N C

ICL

O A

RT

IFIC

IAL

; T

RA

S L

A P

RIM

ER

A G

OT

A.

DU

RA

CIO

N1

23

45

67

89

10

CA

P.0

1E

DIF

ICA

CIÓ

N

32 d

ías

CA

P.1

.01

TR

AB

AJO

S P

RE

VIO

S2 d

ías

CA

P.1

.02

MO

VIM

IEN

TO

DE

TIE

RR

AS

5 d

ías

CA

P.1

.03

CIM

EN

TA

CIÓ

N15 d

ías

CA

P.1

.04

ES

TR

UC

TU

RA

20 d

ías

CA

P.1

.05

ALB

AÑ

ILE

RÍA

5 d

ías

CA

P.1

.06

CU

BIE

RTA

S5 d

ías

CA

P.1

.07

CA

RP

INTE

RÍA

3 d

ías

CA

P.0

2IN

ST

AL

AC

ION

ES

22 d

ías

CA

P.2

.01

RE

D D

E R

EC

OG

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226

ANEXO II MEDICIONES Y PRESUPUESTO.

CAPÍTULO 01 EDIFICACIÓN SUBCAPÍTULO 01.01 TRABAJOS PREVIOS 01.01.01 m² LIMPIEZA Y DESBROCE DE TERRENO, CON MEDIOS MECANICOS

m². Limpieza y desbroce de terreno, con medios mecánicos, incluso carga y transporte a vertedero de las materias obtenidas. Medida la superficie ejecutada. Solar 1 2.776,45 2.776,45 ________________________________________________

2.776,45 0,08 222,12 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 01.01 TRABAJOS PREVIOS ... 222,12 SUBCAPÍTULO 01.02 MOVIMIENTO DE TIERRAS 01.02.01 m³ EXCAVACIÓN MEDIOS MECÁNICOS CONSITENCIA MEDIA

m³. Excavación a cielo abierto, en terreno de consistencia media, con medios mecánicos, con ex- tracción de tierra a los bordes, en vaciado, i/ p.p. de realización de rampa para acceso a la excava- ción. Medido en volumen teórico. PLANTA CIMENTACIÓN 1 572,00 1,00 572,00 ________________________________________________

572,00 0,18 102,96 01.02.02 m³ SUBBASE ZAHORRA ARTIFICIAL 98% P.N. COMPACTADA TONGADAS 20 cm

m³. Subbase de zahorra artificial, realizada con medios mecánicos, incluso compactado al 90% P.N. y refino de base, relleno en tongadas de 20 cm. comprendido extendido, regado y compactado al 98% Proctor Normal. Medido el volumen teórico ejecutado. PLANTA CIMENTACIÓN 1 572,00 0,50 286,00 1 106,00 0,50 0,50 26,50 ________________________________________________

312,50 4,54 1.418,75 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 01.02 MOVIMIENTO DE TIERRAS ............................................................................ 1.521,71 SUBCAPÍTULO 01.03 CIMENTACIÓN 01.03.01 m³ HORMIGÓN LIMPIEZA HL-150/P/20

m³. Hormigón en masa HL-150/P/20 de dosificación 150 kg/m³., con tamaño máximo del árido de 20 mm. Elaborado en central para limpieza y nivelado de fondos de cimentación, incluso vertido, vibrado y colocación. El espesor mínimo será de 10 cm., según CTE DB-SE-C y EHE-08. Medido el volumen ejecutado. PLANTA CIMENTACIÓN Perpe. 2 20,00 0,80 0,10 3,20 2 12,76 0,80 0,10 2,04 Para 4 18,40 0,90 0,10 6,62 2 18,40 0,80 0,10 2,94 2 18,40 0,80 0,10 2,94 z1 2 3,85 0,40 0,10 0,31 2 3,45 0,40 0,10 0,28 z1 4 1,15 0,30 0,10 0,14 4 2,60 0,30 0,10 0,31 4 2,80 0,30 0,10 0,34




227

4 3,45 0,40 0,10 0,55 Bajo almacén térmico. 8 21,00 0,10 16,80 ________________________________________________

36,47 4,11 149,89 01.03.02 m³ HORMIGÓN ARMADO HA-25/B/20/IIa EN CIMENTACIÓN CANTO 0,40 m.

m³. Hormigón armado HA-25/B/20/IIa en cimentación de canto 0,40 m., consistencia blanda, tama- ño máximo del arido 20 mm., incluso hierro B-500-S. Se incluye los posibles encofrados, desencofrados, apuntalamientos, hormigón y ferralla, así como el vertido, vibrado y curado. p.p. de formación de huecos, pasos de instalaciones, recibido de arquetas, formación de desniveles. Construido se- gún instrucción EHE y CTE/DB-SE-C. Medido el volumén teórico ejecutado. PLANTA CIMENTACIÓN Perpe. 2 20,00 0,80 0,40 12,80 2 12,76 0,80 0,40 8,17




228

Para 4 18,40 0,90 0,40 26,50 2 18,40 0,80 0,40 11,78 2 18,40 0,80 0,40 11,78 z1 2 3,85 0,40 0,40 1,23 2 3,45 0,40 0,40 1,10 z1 2 1,15 0,30 0,40 0,28 2 2,60 0,30 0,40 0,62 2 2,80 0,30 0,40 0,67 3 3,45 0,40 0,40 1,66 ________________________________________________

76,59 43,00 3.293,37 01.03.03 ml SELLADO JUNTAS BENTONITA WATERSTOP RX

ml. Tratamiento de juntas de hormigonado en encuentro solera-muro, juntas verticales y horizontales con cordón hidroexpansivo waterstop tipo rx-101 (sección 20 x 25 mm.) de bentonita de sodio natural (75%) y caucho (25%) totalmente colocada, con p.p. de malla metálica tipo dk-net para su fija- ción. Construido según CTE/DB-SE-C y EHE-08. Medido la longitud ejecutada. PLANTA CIMENTACIÓN Junta entre Losa y Muro 1 24,20 24,20 1 24,20 24,20 ________________________________________________

48,40 0,28 13,55 01.03.04 ml SELLADO JUNTAS DE HORMIGONADO SIKA MONOTOP 610

ml. Sellado de juntas de hormigonado mediante un mortero de cemento, de un componente, mejorado con resina sintética y humo de sílice, Sika Monotop 610, aplicandolo en toda la superficie del canto de la losa, previo saneado y limpieza del soporte. Construido según CTE/DB-SE-C y EHE-08. Medido la longitud ejecutada. PLANTA CIMENTACIÓN Junta entre Losa y Muro 1 24,20 24,20 1 24,20 24,20 ________________________________________________

48,40 0,41 19,84 01.03.05 m³ MURO DE HORMIGÓN HA-25/B/20/IIa B500S SOPORTE DE CUBETAS

m³. Muro de hormigón sobre cimentación para apoyo de las cubetas de destilación, de 30 cm. de espesor; realizado con hormigón armado HA-25/B/15/IIa, fabricado en central y vertido, con acero B500S; encofrado a dos caras con formación de huecos y ejecutado con panel de marco metálico y tablero encofrante (uniones mediante grapas, barras roscadas con tuerca plana), replanteo y encofrado de huecos, formación de juntas, replanteo, aprobación y colocación de instalaciones, encofrado a dos caras del muro con formación de huecos, vertido y compactación del hormigón. Desencofrado. Curado del hormigón. Limpieza de la superficie de coronación del muro. Sellado de orificios. Repara- ción de defectos superficiales. Ejecutado según instrucción EHE-2008, CTE/DB-SE-C . Medido volumen teórico ejecutado según especificaciones de Proyecto, deduciendo los huecos de superficie mayor de 2 m². PLANTA CIMENTACIÓN SOPORTE DE CUBETA 6 6,75 0,30 1,00 12,15 4 5,91 0,30 1,00 7,09 2 5,14 0,30 1,00 3,08 ________________________________________________

22,32 114,86 2.563,68 01.03.06 m3 RELLENO DE GRAVA GRUESA LIMPIA : ALMACENAMIENTO TÉRMICO




229

Relleno de grava gruesa limpia para almacenamiento térmico, incluso extendido con medios mecáni- cos y manuales. Medido el volumen teorico ejecutado. ALMACENAMIENTO TERMICO 24 2,80 0,64 43,01 ________________________________________________

43,01 10,25 440,85 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 01.03 CIMENTACIÓN ............... 6.481,18




230

SUBCAPÍTULO 01.04 ESTRUCTURA 01.04.01 m3 HORM.P/ARM.HA-25/B/20/I LOSAS PLANAS 20 cm

Hormigón negro para armar HA-25/B/20/I, en losas de 20 cm. de espesor, elaborado en central, transportado y puesto en obra, vertido con pluma-grúa, incluyendo vigas planas, de cuelgue, nervios de borde, formacion de huecos, pilares, encofrado, desencofrado y apeos, terminado. Construido segun EHE y NTE/EHL. Medido de fuera a fuera deduciendo huecos mayores de 1.00 m2. Cubetas 4 77,00 0,20 61,60 ________________________________________________

61,60 43,00 2.648,80 01.04.02 ml SELLADO JUNTAS BENTONITA WATERSTOP RX

ml. Tratamiento de juntas de hormigonado en encuentro solera-muro, juntas verticales y horizontales con cordón hidroexpansivo waterstop tipo rx-101 (sección 20 x 25 mm.) de bentonita de sodio natural (75%) y caucho (25%) totalmente colocada, con p.p. de malla metálica tipo dk-net para su fija- ción. Construido según CTE/DB-SE-C y EHE-08. Medido la longitud ejecutada. PLANTA BAJA 1 57,85 57,85 ________________________________________________

57,85 0,28 16,20 01.04.03 ml SELLADO JUNTAS DE HORMIGONADO SIKA MONOTOP 610

ml. Sellado de juntas de hormigonado mediante un mortero de cemento, de un componente, mejorado con resina sintética y humo de sílice, Sika Monotop 610, aplicandolo en toda la superficie del canto de la losa, previo saneado y limpieza del soporte. Construido según CTE/DB-SE-C y EHE-08. Medido la longitud ejecutada. PLANTA BAJA 1 57,85 57,85 ________________________________________________

57,85 0,41 23,72 01.04.04 m2 ACERO S275 JR SOPORTES SIMPLES. SOLDADA EN TALLER + DOS PINTURA

M2. De estructura de acero laminado en perfiles S275 JR, colocado en elementos estructurales aislados, con ó sin soldadura, incluso perfiles auxiliares IPN , i/p.p. de placas de apoyo, sujecciones de spiderglass y pintura antioxidante dos manos, construido según NCSR-02, CTE DB-SE-A y EHE-08. Los trabajos serán realizados por soldador cualificado según norma UNE-EN 287-1:1992. Uniones entre elementos mediante tornillos. Medido el peso nominal. Nota: Todos los trabajos de soldadura y pintura antioxidante se realizaran en taller, no en obra. CUBIERTA Estructura principal 1 451,00 451,00 ________________________________________________

451,00 18,56 8.370,56 01.04.05 m³ HORM. ARM. HA-25/B/20/IIa B500S

m³. Hormigón armado HA-25/B/20/IIa, consistencia plástica y tamaño máximo del árido 20 mm, en vigas y/o zunchos de cimentación, suministrado y puesta en obra, vertido manual, armadura de acero B 500 S con una cuantía según planos, incluso ferrallado, separadores, encofrado, vibrado y curado; según instrucción EHE, NCSR-02 y CTE. Medido el volumen teórico ejecutado. PLANTA BAJA CANAL DE RECOGIDA 1 74,00 0,17 12,58 PILARES DE ESTRUCTURA 10 0,50 0,50 1,54 3,85 ________________________________________________

16,43 65,01 1.068,11 01.04.06 ud TORRE DE CELOSÍA METÁLICA 20 M ALTURA EN SUPERFICIE




231

Torre de soporte para receptor solar compuesta por: celosía metálica de sección cuadrada formada por módulos atornillados, formada por barras shs verticales, barras horizontales de 40x25x3 y barras en diagonal de 55x35x3, montados según norma UNE-EN 287-1:1992. Uniones entre elementos mediante tornillos. Medida la unidad terminada. TORRE CENTRAL 1 1,00 ________________________________________________

1,00 1.986,84 1.986,84 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 01.04 ESTRUCTURA ............... 14.114,23




232

SUBCAPÍTULO 01.05 ALBAÑILERÍA 01.05.01 m2 FÁBRICA 20 cm ESP. CON BLOQUE HUECO HORMIGÓN

Fabrica de 20 cm de espesor, con bloque hueco de hormigón de 40x20x20 cm, para revestir, recibido con mortero M5 de cemento CEM II/A-L 32,5 N, con plastificante; construida según CTE. Medi- da deduciendo huecos. Cerramiento bajo cubetas. 16 3,40 1,00 54,40 Cerramiento exterior. 1 98,00 1,54 150,92 ________________________________________________

205,32 8,99 1.845,83 01.05.02 m² RECIBIDO DE CERCOS EN CERRAM. EXTERIORES (FAB. REVESTIR)

m². Recibido de cercos o precercos de cualquier material en muro de cerramiento exterior para revestir, con mortero de cemento M5 (1:6), incluso trabajos complementarios. Medida la superficie ejecutada. 8 8,00 ________________________________________________

8,00 1,10 8,80 01.05.03 ud AYUDA DE ALBAÑILERIA A LAS INSTALACIONES

ud. Ayudas de albañilería para instalaciones según Proyecto de Ejecución. Medido según porcentaje de capítulos de instalaciones ejecutada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 280,83 280,83 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 01.05 ALBAÑILERÍA ................ 2.135,46 SUBCAPÍTULO 01.06 CUBIERTAS 01.06.01 m2 ESTRUCTURA PORTANTE PARA CUBIERTA.

M2. De estructura de acero laminado en perfiles S275 JR, colocado en elementos estructurales aislados, con ó sin soldadura, incluso perfiles de cruceta UPN-140 y espiral de diámetro 8 a 10 cm., i/p.p. de placas de apoyo, y pintura antioxidante dos manos, construido según NCSR-02, CTE DB-SE-A y EHE-08. Los trabajos serán realizados por soldador cualificado según norma UNE-EN 287-1:1992. Uniones entre elementos mediante tornillos. Medido el peso nominal. Nota: Todos los trabajos de soldadura y pintura antioxidante se realizaran en taller, no en obra. Sala instalaciones 1 80,00 80,00 ________________________________________________

80,00 8,59 687,20 01.06.02 m2 FALDÓN DE CHAPA CONFORMADA DE ACERO GALVANIZADO

Faldón de chapa conformada de acero galvanizado de 0,6 mm de espesor, incluso p.p. de solapes, canalones, bajantes accesorios de fijación y juntas de estanqueidad. Medido en verdadera magnitud deduciendo huecos mayores de 1 m2. Sala de instalaciones 1 80,00 80,00 ________________________________________________

80,00 7,86 628,80 01.06.03 m2 DE POLICARBONATO TRANSPARENTE SIN PRO. UV

Empanelado formado por placas de policarbonato compacto sin proteccion a los rayos UV de 6 mm, hielo o incoloro, con sellado, tornillos autorroscantes de acero inoxidable.; construido según CTE e instruciones del fabricante Medida la superficie empanelada. Cubierta del destilador. 1 451,00 451,00 ________________________________________________




233

451,00 10,10 4.555,10 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 01.06 CUBIERTAS ................... 5.871,10




234

SUBCAPÍTULO 01.07 CARPINTERÍA 01.07.01 m² TIPO 10 - PUERTA SALA INSTALACIONES

m². Tipo 10 - Puerta sala caldera, puertas abatibles de aluminio de dos hojas de apertura exterior "sistema S46". Suministro y colocación de puerta de apertura exterior o interior de canal europeo de la serie S46 de STRUGAL o equivalente, compuesta por perfiles de aleación de aluminio 6063 y tratamiento térmico T-5. El marco tiene un perfil de diseño recto mod. 4670 y una profundidad de 40 mm y la hoja tiene un perfil de diseño recto mod. 4795 y una profundidad de 50 mm. Esquinas de marcos y hojas ensambladas con escuadras de altas prestaciones que garantizan una unión sólida y durade- ra. Herrajes, accesorios y juntas de alta calidad STRUGAL-STAC o equivalente. Preparada para recibir bastidor con lamas verticales fijas de ventilación reforzadas con redondo de acero inoxidable de diametro 16 mm., según planos. Dicha unidad de puerta deberá estar provista de Marcado CE, de manera que cumpla los requisitos esenciales de la Directiva de Productos de Construcción 89/106/CEE y haya sido objeto de un procedimiento de evaluación de la conformidad, según norma UNE-EN 14351-1. Aluminio anodizado en su color. Dicho anodizado se llevará a cabo cumpliendo las normativas vigentes relativas al proceso, garantizando un mínimo de 15 micras para la capa anó- dica. Todos los procesos cumplirán con los requisitos establecidos en el sistema de calidad de Stru- gal 2 S.L. o equivalente según la norma ISO 9001: 2000 con certificación BUREAU VERITAS BVQi. Medida la superficie de fuera a fuera del cerco. Incluye: Incluye el premarco. Colocación de la carpintería. Ajuste final de las hojas. Sellado de juntas perimetrales. Realización de pruebas de servicio. Puerta Sala de Caldera 2 1,62 2,10 6,80 ________________________________________________

6,80 66,33 451,04 01.07.02 ud REJILLA VENTILACIÓN CAMARA AIRE 25x25 cm ACERO GALV. CALIENTE

ud. Rejilla para ventilación de cámara de aire de cimentación, formada por tubo de PVC de 100 mm. de diametro en forma de Z (conectando la Camara sanitaria con el exterior) y empotrado en el forjado y el cerramiento de fachada y rejilla de 25x25 cm. ejecutada con perfiles de acero laminado en frío, galvanizado en caliente, doble agrafado y construida con tubular 50x15x1,5 mm en bastidor, lamas fijas de espesor mínimo 0,8 mm patillas de fijación, imprimación con 40 micras de minio plomo y acabado con dos manos de pintura al esmalte según color del cerramiento donde este ubicada, con limpieza y preparación previa; material de agarre y colocación. Medida la unidad terminada. Rejillas Ventilación 1 16,00 16,00 ________________________________________________

16,00 9,71 155,36 01.07.03 m2 DE POLICARBONATO TRANSPARENTE SIN PRO. UV

Empanelado formado por placas de policarbonato compacto sin proteccion a los rayos UV de 6 mm, hielo o incoloro, con sellado, tornillos autorroscantes de acero inoxidable.; construido según CTE e instruciones del fabricante Medida la superficie empanelada. Paredes de cubeta 4 34,00 0,50 68,00 ________________________________________________

68,00 10,10 686,80 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 01.07 CARPINTERÍA ................ 1.293,20 ___________

TOTAL CAPÍTULO 01 EDIFICACIÓN ........................................................................................ 31.639,00




235

CAPÍTULO 02 INSTALACIONES SUBCAPÍTULO 02.01 RED DE RECOGIDA DE AGUA DESTILA. 02.01.01 ud SUMIDERO SIFÓNICO PVC SALIDA DE DIÁM. 110 mm

ud. Sumidero sifónico de PVC con salida de 90/110 mm de diámetro, con rejilla plana de PVC, incluso pequeño material de recibido y colocación; construido según CTE. Medida la unidad terminada. CANAL DE CONDENSACION 28 28,00 CANAL DE RESIDUOS 12 12,00 ________________________________________________

40,00 11,27 450,80 02.01.02 ml COLECTOR COLGADO DE PVC DIÁM. 160 mm

ml. Colector colgado de PVC, presión 4 kg/cm2, de 160 mm de diámetro nominal, incluso p.p. de piezas especiales, abrazaderas, contratubo, pequeño material y ayudas de albañilería; construido se- gún CTE. Medida la longitud ejecutada. RECOGIDA DE AGUA CONDENSADA 2 2,90 5,80 CANAL DE LIMPIEZA 2 8,40 16,80 ________________________________________________


ml. Colector colgado de PVC, presión 4 kg/cm2, de 200 mm de diámetro nominal, incluso p.p. de piezas especiales, abrazaderas, contratubo, pequeño material y ayudas de albañilería; construido se- gún CTE. Medida la longitud ejecutada. 1 10,00 10,00 ________________________________________________

10,00 9,52 95,20 02.01.04 ml COLECTOR COLGADO DE PVC DIÁM.125 mm

ml. Colector colgado de PVC, presión 4 kg/cm2, de 125 mm de diámetro nominal, incluso p.p. de piezas especiales, abrazaderas, contratubo, pequeño material y ayudas de albañilería; construido se- gún CTE. Medida la longitud ejecutada. RECOGIDA DE AGUA CONDENSADA 2 8,10 16,20 2 5,00 10,00 CANAL DE LIMPIEZA 2 17,35 34,70 ________________________________________________


ml. Colector colgado de PVC, presión 4 kg/cm2, de 110 mm de diámetro nominal, incluso p.p. de piezas especiales, abrazaderas, contratubo, pequeño material y ayudas de albañilería; construido se- gún CTE. Medida la longitud ejecutada. RECOGIDA DE AGUA CONDENSADA 2 15,41 30,82 2 5,34 10,68 ________________________________________________


ml. Colector colgado de PVC, presión 4 kg/cm2, de 90 mm de diámetro nominal, incluso p.p. de




236

piezas especiales, abrazaderas, contratubo, pequeño material y ayudas de albañilería; construido se- gún CTE. Medida la longitud ejecutada. RECOGIDA DE AGUA CONDENSANDA 2 8,40 16,80 ________________________________________________

16,80 4,81 80,81 02.01.07 ud ARQUETA SIFÓNICA COLGADA DE POLIÉSTER DE 60X60 cm

ud. Arqueta sifónica colgada de fibra de poliéster reforzada de 60x60 cm y 1 m de profundidad, incluso conexiones con colectores de entrada y salida, elementos metálicos de cuelgue, accesorios y ayudas de albañilería; construida según Ordenanza Municipal. Medida la unidad terminada. 1 1,00




237

________________________________________________

1,00 190,89 190,89 02.01.08 ud ARQUETA SIFÓNICA COLGADA DE POLIÉSTER DE 40X40 cm

ud. Arqueta sifónica colgada de fibra de poliéster reforzada de 40X40 cm y 60cm de profundidad, incluso conexiones con colectores de entrada y salida, elementos metálicos de cuelgue, accesorios y ayudas de albañilería; construida según Ordenanza Municipal. Medida la unidad terminada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 155,04 155,04 02.01.09 ud SUMIDERO SIFÓNICO DE LATÓN, CON TUBO DE PVC DIÁM. 32x2,4 mm

ud. Sumidero sifónico de latón, instalado con tubo de PVC de 32 mm de diámetro exterior y 2,4 mm de espesor desde el sumidero hasta el manguetón o canalización de derivación, incluso conexiones, contratubo, uniones con piezas especiales, pequeño material y ayudas de albañilería; según CTE. Medida la unidad ejecutada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 18,75 18,75 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 02.01 RED DE RECOGIDA DE AGUA ............................................................................ 1.784,23 SUBCAPÍTULO 02.02 FONTANERIA 02.02.01 ml CANALIZACIÓN POLIETILENO PE, ENTERRADA, DIÁM. 25x2 mm

ml. Canalización de polietileno PE de alta densidad con uniones mecánicas, de 25 mm de diámetro exterior y 2,0 mm de espesor, apto uso alimentario, PN 10, incluso p.p. piezas especiales, pequeño material y ayudas de albañilería; instalada según CTE. Medida la longitud ejecutada. ALIMANTACION DE CUBETAS 1 50,00 50,00 ________________________________________________

50,00 1,17 58,50 02.02.02 ml CANALIZACIÓN POLIETILENO PE, ENTERRADA, DIÁM. 32x2,4 mm

ml. Canalización de polietileno PE de alta densidad con uniones mecánicas, de 32 mm de diámetro exterior y 2,4 mm de espesor, apto uso alimentario, PN 10, incluso p.p. piezas especiales, pequeño material y ayudas de albañilería; instalada según CTE. Medida la longitud ejecutada. ALIMENTACION DE CUBETAS 1 17,00 17,00 ________________________________________________

17,00 1,16 19,72 02.02.03 ml CANALIZACIÓN POLIETILENO PE, ENTERRADA, DIÁM. 40x3 mm

ml. Canalización de polietileno PE de alta densidad con uniones mecánicas, de 40 mm de diámetro exterior y 3,0 mm de espesor, apto uso alimentario, PN 10, incluso p.p. piezas especiales, pequeño material y ayudas de albañilería; instalada según CTE. Medida la longitud ejecutada. grifos exteriores 1 34,10 34,10 1 6,20 6,20 ________________________________________________

40,30 2,06 83,02 02.02.04 ud LLAVE PASO DIÁM. 1" (22/25 mm) PEX

ud. Llave de paso cromada a juego con grifería de calidad media, colocada en canalización PEX de 1"(22/25 mm) de diámetro, incluso pequeño material; construida según CTE, e instrucciones del fabricante. Medida la unidad instalada. 6 6,00 ________________________________________________

6,00 33,27 199,62 02.02.05 ud LLAVE PASO DIÁM. 1 1/4" (32 mm) PEX




238

ud. Llave de paso cromada a juego con grifería de calidad media, colocada en canalización PEX de 1 1/4"(32 mm) de diámetro, incluso pequeño material; construida según CTE, e instrucciones del fabricante. Medida la unidad instalada. 2 2,00 ________________________________________________

2,00 32,51 65,02 02.02.06 ud INSTALACION COMPLETA SALA MAQUINAS

ud. Instalación de fontanería para un cuarto de limpieza formadopor una pileta, realizada con tuberías de polietileno reticulado Uponor Wirsbo-PEX o similar para las redes de agua fría , utilizando el sistema Uponor Quick&Easy de colectores o similar, totalmente terminada según CTE/ DB-HS 4 suministro de agua, sin incluir los aparatos sanitarios ni grifería. aseo aula 1 1,00




239

________________________________________________

1,00 12,52 12,52 02.02.07 ud INSTALACIÓN GRIFO DE LATÓN 3/4"

ud. Grifo latón boca roscada de 3/4", totalmente instalado. EXTERIOR 9 9,00 ________________________________________________

9,00 15,97 143,73 02.02.08 u GRUPO DE PRESIÓN, CON 2 BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIETAPAS

Grupo de presión, formado por: 2 bombas centrífugas de 5 etapas, horizontales, ejecución monobloc, autoaspirantes, con carcasa, rodetes, difusores y todas las piezas en contacto con el medio de im- pulsión de acero inoxidable, conexión en aspiración de 1 1/2", conexión en impulsión de 1 1/2"; cierre mecánico independiente del sentido de giro; motores con una potencia nominal total de 1,1 kW, 2850 r.p.m. nominales, alimentación trifásica 400V/50Hz, protección IP 54, aislamiento clase F; vaso de expansión de membrana de 200 l; válvulas de corte y antirretorno; presostato; manómetro; sensor de presión; colector de impulsión de acero galvanizado; bancada; unidad de regulación elec- trónica con interruptor principal, interruptor de mando manual-0-automático por bomba, pilotos de indi- cación de falta de agua y funcionamiento/avería por bomba, contactos libres de tensión para la indica- ción general de funcionamiento y de fallos, relés de disparo para guardamotor y protección contra funcionamiento en seco. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 1.158,53 1.158,53 02.02.09 u DESCONECTOR DN-32

Desconector para instalacion de llenado automatico con sistema de antireflujo de agua, medida la unidad instalada, i/pequeño material y accesorios. Llenado de cubetas 1 1,00 ________________________________________________

1,00 347,35 347,35 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 02.02 FONTANERIA ................. 2.088,01 SUBCAPÍTULO 02.03 ELECTRICIDAD Y PARARRAYOS APARTADO 02.03.01 CUADROS 02.03.01.01 ud CUADRO SEC. SALA MAQUINAS

ud. Cuadro Secundario Sala Maquinas para montaje superficial, estanco, realizado en materiales plasticos, capaz de alojar los elementos de mandos y proteccion descritos en esquema unifilar correspondiente incluidos dichos elementos de mandos y proteccion, con aparellaje, incluso ayudas de albañilería y conexión, construido según REBT. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 693,11 693,11 02.03.01.02 ud CUADRO SEC. CALENTAMIENTO

ud. Cuadro Secundario Para alimentación de la instalación de calentamiento, estancos, situados en cubierta para montaje superficial, realizado en materiales plasticos, capaz de alojar los elementos de mandos y proteccion descritos en esquema unifilar correspondiente incluidos dichos elementos de mandos y proteccion, con aparellaje, incluso ayudas de albañilería y conexión, construido según REBT. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________




240

1,00 427,12 427,12 02.03.01.03 ud ARMARIO INDIVIDUAL DE APLEI SUPERFICIAL

ud. ARMARIO DE AULA MARCA APLI EN MOSTALE SUPERFICIAL DE 10", SEGUN NORMAS DE AULAS TIC, FORMADA POR INT. MAGNETOTERMICO 2X16A, DIFEREN- CIAL 2X25a 0,03 A SUPERINMUNIZADO, , PRECABLEADA EN FÁBRICA CON REGLE- TAS, INCLUYENDO IGUALMENTE DETOMA 16 A+TT, RJR5, , SDE EL CUADRO DE PLANTA, CONDUCTOR DE COBRE RV 0,6/1 KV DE 3X4 MM2 EN ACOMETIDA A CAJA I/P.P. LINEA GENERAL HASTA CUADRO; P.P. DE TUBOS DE PVC CORRUGADO CON P.P. DE CAJAS. TOTALMENTE INSTALADA, CONECTADA Y FUNCIONANDO. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 181,64 181,64 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.01 CUADROS....................... 1.301,87




241

APARTADO 02.03.02 DERIVACIONES 02.03.02.01 ml DERIVACIÓN A CUADRO TRIFASICA, COND. 5x4 mm2 - RZ1K

ml. Derivación a cuadros trifasica instalada con manguera cable de cobre RZ1K de 5x4mm2 de sec- ción nominal, en montaje empotrado en falso techo de escayola, sobre bandeja metalica, incluso p.p. de cajas de derivación y ayudas de albañilería; construido según REBT y normas de la compañía suministradora. Medida la longitud ejecutada desde la centralización de contadores hasta las cajas de protección individual. A C.S.S.M. 1 14,00 14,00 DERIVACIONES A CUADROS 1 35,00 35,00 CALEFACCION ________________________________________________

49,00 5,80 284,20 02.03.02.02 ml DERIVACIÓN A CUADROS TRIFASICA, COND. 3x4 mm2 - RZ1K

ml. Derivación a cuadros trifasica instalada con manguera cable de cobre RZ1K de 3x4 mm2 de sección nominal, en montaje empotrado en falso techo de escayola, sobre bandeja metalica, incluso p.p. de cajas de derivación y ayudas de albañilería; construido según REBT y normas de la compa- ñía suministradora. Medida la longitud ejecutada desde la centralización de contadores hasta las cajas de protección individual. alimentacion maquinas cal. 6 5,00 30,00 CF1 1 12,00 12,00 CF2 1 12,00 12,00 CF3 1 22,00 22,00 CF4 1 12,00 12,00 CF5 1 23,00 23,00 CF6 1 27,00 27,00 ________________________________________________

138,00 3,91 539,58 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.02 DERIVACIONES ............. 823,78 APARTADO 02.03.03 PUNTOS DE LUZ Y TOMAS DE CORRIENTE 02.03.03.01 ud PUNTO DE LUZ SENCILLO MONTAJE SUPERFICIAL

ud. Punto de luz sencillo multiple , en montaje superficial, instalado con cable de cobre de 1,5 mm2 de sección nominal, Tipo ES07Z1 K, aislado con tubo de PVC rígido de 13 mm de diámetro y 1 mm de pared, interruptor de corte bipolar,formado por caja estanca, mecanismo y tapa articulada, colocado con prensaestopas, muelles de acero inoxidable y conos, incluso cajas de conexiones, grapas, ayudas de albañilería y conexiones; construido según REBT. Medida la unida instalada. 1 6,00 6,00 ________________________________________________

6,00 12,42 74,52 02.03.03.02 ud INTERRUPTOR BIPOLAR MONOBLOC ESTANCO PARA SUPERFI

Interruptor bipolar monobloc estanco para instalación en superficie (IP 55), color gris. 4 4,00 ________________________________________________

4,00 14,57 58,28 02.03.03.03 ud CAJA ESTANCA PARA INTERRUPTOR

Caja de superficie con puerta opaca, para alojamiento del interruptor en compartimento independiente y precintable y de los interruptores de protección de la instalación, 1 fila de 4 módulos (ICP) + 2 filas de 24 módulos. Fabricada en ABS autoextinguible, con grado de protección IP40, doble aislamiento (clase II), color blanco RAL 9010. Según UNE-EN 60670-1. 4 4,00




242

________________________________________________

4,00 14,85 59,40 02.03.03.04 ud TOMA CORRIENTE SUPERFICIE 16 A

ud. TOMA DE CORRIENTE DE SUPERFICIE DE 16 A CON PUESTA A TIERRA, INCLU- SO MECANISMO DE PRIMERA CALIDAD Y P.P. DE CAJAS DE DERIVACIÓN Y AYU- DAS DE ALBAÑILERÍA; CONSTRUIDO REBT. MEDIDA LA UNIDAD INSTALADA. 4 4,00 ________________________________________________

4,00 3,64 14,56




243

02.03.03.05 ud BASE ENCHUFE TUBO PVC ESTANCA P. C.

Ud. Base enchufe estanca de superficie JUNG-621 W con toma tierra lateral de 10/16A(II+T.T) superficial realizado en tubo PVC rígido D=20 y conductor de cobre unipolar aislados, pública concu- rrencia ES07Z1-K 2,5 mm2 (activo, neutro y protección), incluido caja de registro, toma de corriente superficial y regletas de conexión, totalmente montado e instalado. 4 4,00 ________________________________________________

4,00 19,51 78,04 02.03.03.06 ud PUNTO DE LUZ DE EMERGENCIA EN MONTAJE SUPERFICIAL

ud. Punto de luz de emergencia, en montaje superficial, instalado con cable de cobre ES07Z1-K de 1,5 mm2 de sección nominal, aislado con tubo de PVC rígido de 13 mm de diámetro, y 1 mm de pared, incluso p.p. de cajas de conexiones, grapas, ayudas de albañilería y conexiones construido se- gún REBT. Medida la unidad instalada. 6 6,00 ________________________________________________

6,00 30,90 185,40 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.03 PUNTOS DE LUZ Y TOMAS DE ............................................................................... 470,20 APARTADO 02.03.04 CIRCUITOS 02.03.04.01 ml CIRCUITO MONOFÁSICO 3 COND. 1,5 mm2 EMPOTRADO

ml. Circuito monofásico,instalado con cable de cobre de tres conductores de 1,5 mm2 de sección nominal mínima, Tipo ES07Z1-K empotrado y aislado con tubo de PVC flexible de 13 mm de diáme- tro, incluso p.p. de cajas de derivación y ayudas de albañilería; construido según REBT. Medida la longitud ejecutada desde la caja de mando y protección hasta la caja de registro del ultimo recinto suministrado. 3 30,00 90,00 2 35,00 70,00 1 25,00 25,00 ________________________________________________

185,00 0,80 148,00 02.03.04.02 ml CIRCUITO MONOFÁSICO 3 COND. 2,5 mm2 EMPOTRADO

ml. Circuito monofásico,instalado con cable de cobre de tres conductores de 2,5 mm2 de sección nominal mínima, Tipo ES07Z1-K empotrado y aislado con tubo de PVC flexible de 20 mm de diáme- tro, incluso p.p. de cajas de derivación y ayudas de albañilería; construido según REBT. Medida la longitud ejecutada desde la caja de mando y protección hasta la caja de registro del ultimo recinto suministrado. 3 30,00 90,00 2 24,00 48,00 1 16,00 16,00 1 18,00 18,00 2 14,00 28,00 ________________________________________________

200,00 2,55 510,00 02.03.04.03 ml CIRCUITO MONOFÁSICO 3x2,5 mm2 SUPERFICIE

ml. Circuito monofásico,instalado con cable de cobre de tres conductores ES07Z1-K de 2,5 mm2 de sección nominal, aislado con tubo de PVC rígido de 13 mm de diámetro y 1 mm de pared, en montaje superficial, incluso p.p. de cajas de derivación, grapas, piezas especiales y ayudas de albañile- ría; construido según REBT. Medida la longitud ejecutada desde la caja de mando y protección hasta la caja de registro del ultimo recinto suministrado. 1 11,00 11,00




244

2 29,00 58,00 ________________________________________________

69,00 2,34 161,46 02.03.04.04 ml CIRCUITO MONOFÁSICO 3x2,5 mm2 SUPERFICIE ACERO

ml. Circuito monofásico,instalado con cable de cobre de tres conductores ES07Z1-K de 2,5 mm2 de sección nominal, aislado con tubo de acero de 20 mm de diámetro y 1 mm de pared, en montaje superficial,en instalacion antideflagrante, incluso p.p. de cajas de derivación, prensaestopas, grapas, piezas especiales y ayudas de albañilería; construido según REBT. Medida la longitud ejecutada desde la caja de mando y protección hasta la caja de registro del ultimo recinto suministrado. 1 12,00 12,00 ________________________________________________

12,00 7,53 90,36 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.04 CIRCUITOS ..................... 909,82




245

APARTADO 02.03.05 VARIOS 02.03.05.01 ml CANALIZACIONES AULAS TUBO EMPOTRADO 20 MM DI_METRO

ml. CANALIZACIÓN CON TUBO DE PVC R_GIDO DE 20 MM DE DI_METRO Y 1,25 MM DE PARED, EN MONTAJE EMPOTRADO, INCLUSO P.P. DE CAJAS DE DERIVACIËN, GRAPAS, PIEZAS ESPECIALES Y AYUDAS DE ALBAÐILER_A; CONSTRUIDO SEG+N REBT. MEDIDA LA LONGITUD POR AULA EJECUTADA. 1 4,10 4,10 1 1,70 1,70 1 20,00 20,00 ________________________________________________

25,80 1,05 27,09 02.03.05.02 ml BANDEJA REJIBAND 60X150

ml. SUMINISTRO Y MONTAJE DE M.L. DE BANDEJA DE BANDEJA METALIZA FORMA- DA POR VARILLA ELECTROSOLDADA REJIBAND, DE 60 X 150 mm., CON BORDE DE SEGURIDAD PERFILADO INCLUSO PARTE PROPORCIONAL DE SOPORTES OMEGA O REFORZADOS, Y OTROS ACCESORIOS NECESARIOS. INCLUSO ELEMENTOS DI- VISORIOS PARA CREAR 2 ZONAS DE TRAZADO. TOTALMENTE INSTALADA. 1 11,00 11,00 ________________________________________________

11,00 9,42 103,62 02.03.05.03 ml BANDEJA REJIBAND 60X300

ml. SUMINISTRO Y MONTAJE DE M.L. DE BANDEJA DE BANDEJA METALIZA FORMA- DA POR VARILLA ELECTROSOLDADA REJIBAND, DE 60 X 300 mm., CON BORDE DE SEGURIDAD PERFILADO INCLUSO PARTE PROPORCIONAL DE SOPORTES OMEGA O REFORZADOS, Y OTROS ACCESORIOS NECESARIOS. INCLUSO ELEMENTOS DI- VISORIOS PARA CREAR 2 ZONAS DE TRAZADO. TOTALMENTE INSTALADA. 1 25,00 25,00 ________________________________________________

25,00 10,57 264,25 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.05 VARIOS ........................... 394,96 APARTADO 02.03.06 PUESTA A TIERRA 02.03.06.01 ml CABLE TRENZADO Cu DESNUDO 50 mm2

ml. Cable trenzado de cobre electrolítico desnudo de 50 mm2; incluso parte proporcional de accesorios. Totalmente montado e instalado. 1 73,00 73,00 2 20,00 40,00 ________________________________________________

113,00 4,48 506,24 02.03.06.02 ud ARQUETA REGISTRO 250x250x230mm

ud. Arqueta de registro, realizada en polipropileno de 250x250x230mm, prevista para soportar 5000 Kg/cm2; incluso parte proporcional de accesorios y ayudas de albañilería. Totalmente montado e instalado. 2 2,00 ________________________________________________

2,00 27,65 55,30 02.03.06.03 ud MANGUITO SECCIONADOR TOMA TIERRA

ud. Manguito seccionador de toma de tierra, realizado en latón para cable de hasta 120 mm2; incluso parte proporcional de accesorios. Totalmente montado e instalado. 2 2,00 ________________________________________________

2,00 7,64 15,28




246

02.03.06.04 ud PUENTE COMPROBACION

ud. Puente de comprobación y equipotencialidad, compuesto por caja de poliéster, pletina de 25x5mm y 4 conectores cilíndricos de latón para conexión de cables hasta 120 mm2; incluso parte proporcional de accesorios. Totalmente montado e instalado. 2 2,00 ________________________________________________

2,00 20,71 41,42 02.03.06.05 ud TOMA DE TIERRA (PICA)

ud. Toma tierra con pica cobrizada de D=14,3 mm. y 2 m. de longitud, cable de cobre desnudo de 1x35 mm2. conexionado mediante soldadura aluminotérmica. ITC-BT 18 2 2,00




247

________________________________________________

2,00 10,95 21,90 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.06 PUESTA A TIERRA ........ 640,14 APARTADO 02.03.07 PARARRAYOS 02.03.07.01 ud PARARRAYOS PDC 50m

ud. Pararrayos con dispositivo de cebado (PDC), marca INGESCO o similar aprobado por la DF, con tiempo de anticipación en el cebado del trazador ascendente según norma UNE21.186, determi- nante de un radio de protección de 45 m, para un nivel de protección clase 3 y aislamiento entre sus armaduras superior al 95% en condiciones de lluvia. Fabricado en acero inoxidable AISI 316 y sin fuente de alimentación artificial. Totalmente montado e instalado. Se facilitarán los siguientes certificados El fabricante del pararrayos facilitarán los siguientes certificados: - certificado del tiempo de avance en microsegundos del cebado, según UNE 21.186. - certificado del radio de acción. - certificado de continuidad de funcionamiento del pararrayos con impulsos de corriente de 100 kA, según UNE 21.308. - Certificado de aislamiento y funcionamiento en lluvia, según UNE 21.308. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 324,45 324,45 02.03.07.02 ud MASTIL HIERRO GALVA. 1 1/2"/6 m

ud. Mástil de hierro galvanizado en caliente de 1 1/2" de diámetro y 3 m de longitud; incluso dos soportes en forma de "U" fabricados con pletina de hierro galvanizado en caliente de 50x5mm provisto de bridas con tornillos M-12 y parte proporcional de accesorios. Totalmente montado e instalado. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 218,24 218,24 02.03.07.03 ud ADAPTADOR CABEZAL-MASTIL 1 1/2"

ud. Pieza de adaptación de latón entre pararrayos, mástil de 1 1/2" y cable de bajada; incluso parte proporcional de accesorios. Totalmente montado e instalado. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 20,78 20,78 02.03.07.04 ud CONTADOR IMPULSOS

ud. Contador de impulsos de rayo tipo intemperie, con indicador de tres dígitos, incluso p.p. de accesorios. Totalmente montado e instalado. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 160,74 160,74 02.03.07.05 ud GRAPA LATON SUJECCION CABLE

ud. Grapa cilíndrica de latón para sujección del cable, de 24 mm de diámetro moleteada exteriormen- te, compuesta por tuerca de cierre M-20 y base para alojamiento de cable hasta 120 mm2; incluso parte proporcional de accesorios. Totalmente montado e instalado. 15 15,00 ________________________________________________

15,00 3,35 50,25 02.03.07.06 ud TUBO HIERRO GALVA. 1 1/2"/3 m

ud. Tubo de protección de hierro galvanizado en caliente de 1 1/2" de diámetro y 3 m de longitud; incluso parte proporcional de accesorios. Totalmente montado e instalado. 30 30,00 ________________________________________________




248

30,00 20,28 608,40 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.07 PARARRAYOS ............... 1.382,86




249

APARTADO 02.03.08 ILUMINACION 02.03.08.01 ud LUMINARIA SUP.. SCREENLUZ LUMINARIA ESTANCA ADOSAR SLE 2X36 HF I

ud. Luminaria plástica estanca de 2x36 W con balastro electronico, marca SCREENLUZ LUMINA- RIA ESTANCA ADOSAR SLE 2X36 HF I o equivalente, cuerpo en poliester reforzado con fibra de vidrio, difusor de policarbonato de 2 mm de espesor con abatimiento lateral, electrificación con: re- actancia, regleta de conexión con toma de tierra, portalámparas.. etc, i/lámparas fluorescentes trifos- foro (alto rendimiento), sistema de cuelgue, replanteo, pequeño material y conexionado. 6 6,00 ________________________________________________

6,00 31,24 187,44 02.03.08.02 ud LUMINARIA SUP.. SCREENLUZ APLIQUE EXTERIOR SAJ 6200 IP54 E-27

ud. Aplique de pared para exterior, estanco, SCREENLUZ APLIQUE EXTERIOR SAJ 6200 IP54 E-27 o equivalente, grado de protección IP 44/CLASE I, portalámparas, replanteo, montaje, pequeño material y conexionado. 3 3,00 ________________________________________________

3,00 11,46 34,38 02.03.08.03 ud DETECTOR DE PRESENCIA

ud. DE DETECTORES DE PRESENCIA PARA ZONAS COMUNES 90º- 180º INSTALADO CON CABLE DE COBRE DE 1.5 mm2. DE SECCION NOMINAL LIBRE DE HALÓGENOS, EMPOTRADO CON TUBO DE PVC FLEXIBLE D=20 mm. PARA EL INTERRUPTOR Y EN INSTALACIÓN DE SUPERFICIE CON TUBO DE PVC RÍGIDO D=13 mm PARA EL PUN- TO DE LUZ, Y P.P. DE CAJAS DE DERIVACION. INCLUSO PEQUEÑO MATERIAL, AYUDAS DE ALBAÑILERÍA, COLOCACIÓN Y CONEXIONES; INSTALADO SEGÚN REBT. MEDIDA LA UNIDAD INSTALADA. 2 2,00 ________________________________________________

2,00 21,11 42,22 02.03.08.04 ud EMERGEN. DAISALUX HYDRA N2 95 LÚM.+ KES HYDRA

ud. Bloque autónomo de emergencia IP44 IK 04, modelo DAISALUX serie HYDRA N2+ KES HY- DRA o equivalente, de superficie o empotrado, de 95 Lúm. con lámpara de emergencia FL. 8W, con caja de empotrar blanca o negra, o estanca (IP66 IK08), con difusor biplano, opal o transparente. Carcasa fabricada en policarbonato blanco, resistente a la prueba de hilo incasdencente 850ºC. Pilo- to testigo de carga LED blanco. Autonomía 1 hora. Equipado con batería Ni-Cd estanca de alta temperatura. Base y difusor construidos en policarbonato. Opción de telemando. Construido según normas UNE 20-392-93 y UNE-EN 60598-2-22. Etiqueta de señalización, replanteo, montaje, pequeño material y conexionado. 4 4,00 ________________________________________________

4,00 37,50 150,00 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.08 ILUMINACION ................. 414,04




250

APARTADO 02.03.09 FOTOVOLTAICA 02.03.09.01 1 Placa Solar Mitsubishi electric 225 W 24 V TJ - 225GA6

Placa solar de alta eficiencia compuesta por: Células fotovoltaicas sin capa de soldadura, cara posterior con recubrimiento altamente reflectante, cristal especial sin cerio de alta transmitancia, máximo rendimiento, diseño inteligente de la barra de bus, recubrimiento frontal anttirreflexivo, rejillas de electrodos extrafinas, reducción inteligente de potencia, marco con mayor resistencia a la tracción, mejor drenaje del agua, marco con mejor resistencia a la corrosión, recubrimiento de 4 capas de la parte posterior, caja de conexión con triple protección, diodo de derivación de alta fiabilidad. 15 15,00 ________________________________________________

15,00 430,90 6.463,50 02.03.09.02 1 Regulador Outback Fm60 mppt 60A 12V/24V/48V/60V

Regulador de carga para el maximo aprovechamiento de la energía de los paneles gracias a la tec- nología MPPt con display con toda la información de producción, estado de la batería, historiales, etc. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 446,81 446,81 02.03.09.03 1 Vaso Bateria HOPPECKE 2V 24-OPZS-3000 4464Ah

Baterías tubulares de plomo abierto de vida útil 20 años con terminales resistentes a la corrosión. Con accesorios disponibles como bancadas metálicas de baterías y tapones recombinadores con la función de reducir la cantidad de electrolito que se pierde en el proceso de la carga y descarga por gasificación del hidrógeno y oxígeno. Características: Material exterior en plástico, resistente al impacto, translucido, lo que facilita la supervisión del nivel de electrolito. Separadores en material mi- croporoso, para evitar cortocircuitos. Conectores entre terminales vienen aislados y son de fácil ins- talación. Autodescarga es menor al 0,1% diaria. 3 3,00 ________________________________________________

3,00 698,72 2.096,16 02.03.09.04 1 Inversor Victron phoenix 24V 5000 Va

Inversor Victron Phoenix 5000 de onda pura de alto rendimiento que transforma la corriente continua (24v) de las baterías en corriente alterna (220v) . Con una potencia nominalde 4500W (10000W de potencia pico). Inversor de onda pura para obtener corriente alterna de alta calidad. Inversor con tec- nología sinusmax con alta potencia de arranque para alimentar cargas difíciles como , compresores, motores eléctricos o aparatos similares. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 1.630,19 1.630,19 ______________

TOTAL APARTADO 02.03.09 FOTOVOLTAICA ............ 10.636,66 ___________

TOTAL SUBCAPÍTULO 02.03 ELECTRICIDAD Y PARARRAYOS .......................................................................... 16.974,33




251

SUBCAPÍTULO 02.04 CALENTAMIENTO FASE DESTILACION 02.04.01 u VÁLVULA MOTORIZADA DE TRES VÍAS, 50 mm.

Válvula motorizada de tres vías, de 50 mm diámetro, cuerpo de fundición, con bridas, actuador para control modulante, eje de acero, indicador de posición, limitadores, dispositivo de accionamiento manual, incluso equipo de acoplamiento entreválvula y actuador, contra bridas, conexiones eléctricas y montaje. Medida la unidad instalada. circuito 1 1,00 ________________________________________________

1,00 370,33 370,33 02.04.02 u TERMOSTATO DE INMERSIÓN, REGULACIÓN HASTA 100G

Termostato de inmersión, regulación hasta 100º, con varilla, incluso conductores eléctricos, pequeño material, montaje y conexiones. Medida la unidad instalada. circuito 1 1,00 ________________________________________________

1,00 81,39 81,39 02.04.03 u TERMÓMETRO DE ESFERA, CON ESCALA HASTA 120G

Termometro de esfera, con escala hasta 120º, con abrazadera de sujección, incluso pequeño material y montaje. Medida la unidad instalada. term esf 1 1,00 ________________________________________________

1,00 71,46 71,46 02.04.04 u MANÓMETRO DE ESFERA, CON ESCALA DE 0 A 6 kg/m2

Manometro de esfera, con escala de 0 a 6 kg/cm2 a rosca, con t de conexión, incluso pequeño material y montaje. Medida la unidad instalada. mano 1 1,00 ________________________________________________

1,00 18,59 18,59 02.04.05 u INTERRUPTOR AUTOMÁTICO DEL CAUDAL

Interruptor automático del caudal, para tuberías, con ajuste regulable, lengueta con segmento para tubos hasta 150 mm (6") diámetro, contacto variable blindado, caja metálica estanca, incluso conductores eléctricos, conexiones y montaje. Medida la unidad instalada. caldera 1 1,00 ________________________________________________

1,00 100,74 100,74 02.04.06 u VÁLVULA DE SEGURIDAD DIÁM. 32 mm

Válvula de seguridad, para circuitos de calefacción por agua caliente o A.C.S., de 32 mm (11/4") de diámetro, del tipo tarado fijo, cuerpo de fundición de bronce o latón, tarada o 3 bars, incluso embudo para instalaciones de hasta 550000 kcal/h de potencia. Medida la unidad instalada. seg 1 1,00 ________________________________________________

1,00 42,45 42,45 02.04.07 u VALVULA DE ESFERA DE 32 mm (1 1/4") DIAM.

Válvula de esfera de 32 mm (1 1/4") diám. construida con fundición de bronce, con palanca y apertura de 1/4 de vuelta, para una presión de trabajo de hasta 16 kg/cm2 y 120º de temperatura, incluso pequeño material y montaje. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 24,94 24,94 02.04.08 u VÁLVULA DE ESFERA DE 65 mm (2 1/2") DIÁM.

Válvula de esfera de 65 mm (2 1/2") diám. construida con fundición de bronce, con palanca y apertu-




252

ra de 1/4 de vuelta, para una presión de trabajo de hasta 16 kg/cm2 y 120º de temperatura, incluso pequeño material y montaje. Medida la unidad instalada. circuito 1 1,00 1,00 ________________________________________________

1,00 30,84 30,84 02.04.09 u VÁLVULA DE RETENCION DE 32 mm (1 1/4") DIÁM.

Válvula de retención de 32 mm (1") diámetro, construida en latón forjado, para una presión de trabajo de hasta 16 kg/cm2 y 120º de temperatura, incluso pequeño material y montaje. Medida la unidad instalada. llenado 1 1,00 ________________________________________________

1,00 8,25 8,25




253

02.04.10 u FILTRO DE CESTILLA PARA FILTRACIÓN DE AGUAS

Filtro de cestilla para filtración de aguas con capacidad para la retención de partículas y diámetro superior a 0,025 mm, construido con cuerpo de bronce, cestilla de nylon y vaso transparente de material sintético, tapón de registro, llaves de corte y p.p. de ayudas de albañilería. Medida la unidad terminada. sistema 1 1,00 ________________________________________________

1,00 236,46 236,46 02.04.11 u VÁLVULA ANTIRETORNO 1 1/4" PN-10/16

Válvula antiretorno PN-10/16 de 1 1/4" (32mm), instalada, i/pequeño material y accesorios. llenado 1 1,00 ________________________________________________

1,00 82,28 82,28 02.04.12 u DILATADOR ELÁSTICO DN-65

Dilatador elástico roscado DN-65, instalado, i/pequeño material y accesorios. circuito 1 1,00 ________________________________________________

1,00 150,98 150,98 02.04.13 u VÁLVULA DE SEGURIDAD DIÁM. 25 mm

Válvula de seguridad, para circuitos de calefacción por agua caliente o A.C.S., de 25 mm (1") de diámetro, del tipo tarado fijo, cuerpo de fundición de bronce o latón, tarada a 3 bars, incluso embudo para instalaciones de hasta 320000 kcal/h de potencia. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 24,25 24,25 02.04.14 u PURGADOR AUTOMÁTICO DE AIRE

Purgador automático de aire, incluso juntas, pequeño material y montaje. Medida la unidad instalada. sistema 3 3,00 ________________________________________________

3,00 5,63 16,89 02.04.15 u GRIFO DE BOCA ROSCADA DE 15 mm (3/4") DIÁM.

Grifo de boca roscada de 15 mm (3/4") de diámetro, para vaciado de columna, incluso derivación en t con reducción, pequeño material y montaje. Medida la unidad instalada. circuito 1 1,00 ________________________________________________

1,00 8,26 8,26 02.04.16 m CANALIZ. SUPERFICIAL, AC. NEGRO ESTIR. DIAM. 1/2", SOLDADA

Canalización, en montaje superficial, realizada con tubería de acero negro estirada sin soldadura, calidad según UNE 19040 de 21,2 mm diám. exterior (1/2") y 2,65 mm de espesor, uniones soldadas, incluso p.p. de accesorios, piezas especiales, pequeño material y ayudas de albañilería. Medida la longitud ejecutada. 1 10,00 10,00 1 10,00 10,00 ________________________________________________

20,00 3,05 61,00 02.04.17 m CANALIZ. SUPERFICIAL, AC. NEGRO ESTIR. DIÁM. 3/4", SOLDADA

Canalización, en montaje superficial, realizada con tubería de acero negro estirada, sin soldadura, calidad según UNE 19040 de 26,9 mm diám. exterior (3/4") y 2,65 mm espesor, uniones soldadas, p.p. de piezas especiales, pasamuros, elementos de sujección, pequeño material y ayudas de alba- ñileria,. Medida la longitud ejecutada. ida 1 8,00 8,00




254

1 4,00 4,00 ret 1 8,00 8,00 ________________________________________________

20,00 3,67 73,40 02.04.18 m CANALIZ. SUPERFICIAL, AC. NEGRO ESTIR. DIÁM. 1", SOLDADA

Canalización, en montaje superficial, realizada con tubería de acero negro estirada, sin soldadura, calidad según UNE 19040 de 33,7 mm diám. exterior (1") y 3,25 mm espesor, uniones soldadas, p.p. de piezas especiales, pasamuros, elementos de sujección, pequeño material y ayudas de albañile- ria,. Medida la longitud ejecutada. ida 1 3,00 3,00 ret 1 4,00 4,00




255

________________________________________________

7,00 4,69 32,83 02.04.19 m CANALIZ. SUPERFICIAL, AC. NEGRO ESTIR. DIÁM. 1 1/4", SOLDADA

Canalización, en montaje superficial, realizada con tubería de acero negro estirada calorifugada, sin soldadura, calidad según UNE 19040 de 42,4 mm diám. exterior (1 1/4") y 3,25 mm espesor, uniones soldadas, p.p. de piezas especiales, pasamuros, elementos de sujección, pequeño material y ayudas de albañileria,. Medida la longitud ejecutada. ida 1 2,00 2,00 ret 1 2,00 2,00 ________________________________________________


Canalización, en montaje superficial, realizada con tubería de acero negro estirada, sin soldadura, calidad según UNE 19040 de 48,3 mm diám. exterior (1 1/2") y 3,25 mm espesor, uniones soldadas, p.p. de piezas especiales, pasamuros, elementos de sujección, pequeño material y ayudas de alba- ñileria,. Medida la longitud ejecutada. ida 1 1,00 1,00 ret 1 1,00 1,00 ________________________________________________

2,00 7,26 14,52 02.04.21 m CANALIZ. SUPERFICIAL, AC. NEGRO ESTIR. DIÁM. 2", SOLDADAS

Canalización, en montaje superficial, realizada con tubería de acero negro estirada, sin soldadura, calidad según UNE 19040 de 60,3 mm diám. exterior (2") y 3,65 mm espesor, uniones soldadas, p.p. de piezas especiales, pasamuros, elementos de sujección, pequeño material y ayudas de albañile- ria,. Medida la longitud ejecutada. ida 1 12,00 12,00 ret 1 12,00 12,00 ________________________________________________


Canalización, en montaje superficial, realizada con tubería de acero negro estirada, sin soldadura, calidad según UNE 19040 de 76.1 mm diám. exterior (2 1/2") y 3,65 mm espesor, uniones soldadas, p.p. de piezas especiales, pasamuros, elementos de sujección y pequeño material. Medida la longitud ejecutada. MONTANTE ida 1 20,00 20,00 ret 1 20,00 20,00 ________________________________________________

40,00 10,30 412,00 02.04.23 u TRAMO DE TOMA DE MUESTRAS DE 90 cm EN CHIMENEA DE 300 mm

Tramo de toma de muestras, de 90 cm de longitud, en chimenea, de 300 mm (12") de diámetro, con compuerta y orificio, realizado con doble pared de chapa, la interior de acero inoxidable y la exterior de aluminio, con aislamiento intermedio cumpliendo las condiciones señaladas, para perdidas de calor en chimeneas, p.p. de abrazaderas de unión, incluso montaje. Medida la unidad instalada. chimenea 1 1,00 ________________________________________________

1,00 202,01 202,01 02.04.24 u TRAMO CON COMPUERTA DE REGISTRO DE 90 cm EN CHIMENEA DE 300 mm

Tramo con compuerta de registro, de 90 cm de longitud en chimenea de 300 mm (12") de diámetro,




256

construida con doble pared de chapa, la interior de acero inoxidable y la exterior de aluminio, con aislamiento intermedio cumpliendo las condiciones señaladas, para perdidas de calor en chimeneas, p.p. de abrazaderas de unión, incluso montaje. Medida la unidad instalada. chimenea 1 1,00 ________________________________________________

1,00 63,69 63,69 02.04.25 u TERMOSTATO DE CONTACTO, REGULACIÓN HASTA 100G

Termostato de contacto, regulación hasta 100º, con abrazadera, incluso conductores eléctricos, pe- queño material montaje y conexiones. Medida la unidad instalada. caldera 1 1,00 ________________________________________________

1,00 75,17 75,17




257

02.04.26 m CONDUCTO CIRCULAR HELICOIDAL DIÁM. 200 mm

Conducto circular formado por tubo helicoidal de chapa de acero galvanizada, de 300 mm de diáme- tro, unión de tramos mediante bridas y manguitos, p.p. de estos y de abrazaderas para soporte y cuelgue, incluso ayudas de albañilería. Medida la longitud ejecutada entre las bridas de unión y las piezas especiales. Almacenamiento Térmico 1 40,00 40,00 ________________________________________________

40,00 13,03 521,20 02.04.27 m CONDUCTO CIRCULAR HELICOIDAL DIÁM.450 mm

Conducto circular formado por tubo helicoidal de chapa de acero galvanizada, de 450 mm de diáme- tro, unión de tramos mediante bridas y manguitos, p.p. de estos y de abrazaderas para soporte y cuelgue, incluso ayudas de albañilería. Medida la longitud ejecutada entre las bridas de unión y las piezas especiales. Almacenamiento termico 1 130,00 130,00 ________________________________________________

130,00 17,52 2.277,60 02.04.28 u EQUIPO VENTIL. CENTRIBOX CVT-320/240N 400V 1100W.

Equipo de ventilación modelo CENTRIBOX CVT-320/240N 400V 850W o similar, formado por un ventilador centrífugo de transmisión directa con un motor de 1100W, capaz para un caudal de aire de 7000 m3/h a 900 r.p.m., colocado sobre apoyos elásticos y alojado en cabina de chapa galvanizada, matrizada de 685x669x950 mm, con aislamiento termo-acústico , preparada para acoplamiento de conductos o rejillas, cableado interior y conexiones eléctricas, elementos de cuelgue o soporte. Medida la unidad instalada. planta primera 1 1,00 planta segunda 1 1,00 ________________________________________________

2,00 497,26 994,52 02.04.29 u REJILLA LAMAS DE ALUMINIO FIJAS CURVAS

Rejilla de impulsión o retorno de lamas curvas fijas, construida con perfiles de aluminio extruido anodizado, fijada a conducto metálico mediante tornillos o remaches, incluso pequeño material. Medida la unidad instalada. planta baja 4 4,00 planta primera 4 4,00 planta segunda 4 4,00 ________________________________________________

12,00 10,43 125,16 02.04.30 u EMBOCADURA PARA TOMA Y DESCARGA DE AIRE

Embocadura para toma y descarga de aire modelo APC-450 de SP o similar, construida con perfiles de chapa galvanizada, con protección de malla metálica anti-insectos, incluso pequeño material y ayudas de albañilería. Medida la unidad instalada. 4 4,00 ________________________________________________

4,00 79,93 319,72 02.04.31 u RECEPTOR DE CONCENTRACIÓN SOLAR DE BAJA INTENSIDAD

Receptor compuesto por paneles de tubos de 35mm de niquel tubos del receptor. Los paneles compuestos por varios tubos en paralelo conectados en los extremos a colectores comunes. Totalmente instalado 1 1,00 ________________________________________________

1,00 2.623,40 2.623,40




258

02.04.32 u SOPLANTE BB-52 COMPACT Impulsion 1 1,00 ________________________________________________

1,00 1.571,93 1.571,93 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 02.04 CALENTAMIENTO FASE 10.867,22




259

SUBCAPÍTULO 02.05 CONTRAINCENDIOS 02.05.01 ud DETECTOR IÓNICO DE HUMOS

ud. Detector ionico de humos, construido con plástico termorresistente, formado por zócalo intercam- biable con piloto de alarma y bornes de conexión y de salida para piloto remoto, equipo captador compuesto por dos cámaras ionizadas con isotopo radiactivo de americio 241 con radiaciones alfa menor de 1 microcurio, tensión de alimentación a 24 VCC, homologado, incluso pequeño material, conexiones y montaje; instalado según CTE y RIPCI. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 32,46 32,46 02.05.02 ud DETECTOR TERMOVELOCIMÉTRICO

ud. Detector termovelocimetrico, construido con plástico termorresistente, formado por zócalo inter- cambiable con piloto de alarma y bornes de conexión y de salida para piloto remoto, equipo captador compuesto por dos sensores de temperatura, con un tiempo de respuesta de 15 seg. para un incremento máximo de la temperatura de 10º por minuto y un temperatura fija de reacción de 58º, tensión de alimentación a 24 VCC, homologado, incluso pequeño material, conexiones y montaje; instalado según CTE y RIPCI. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 32,58 32,58 02.05.03 ud CENTRAL CONVENCIONAL DE 2 ZONAS

ud. Central de detección y control de incendios, para 2 zonas, provista de fuente de alimentación y baterias de emergencia; instalado según CTE y RIPCI. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 124,76 124,76 02.05.04 ud PULSADOR PARA DISPARO MANUAL DE ALARMA EMPOTRADO

ud. Pulsador para el disparo manual de alarma, empotrado compuesto por caja de plástico, color rojo, con marco frontal conteniendo lámina de vidrio con inscripción indeleble "rompase en caso de in- cendio", pulsador, piloto de señalización, contactor y bornas de conexión, incluso montaje y conexiones; instalado según CTE y RIPCI. Medida la unidad instalada. 2 2,00 ________________________________________________

2,00 36,81 73,62 02.05.05 ud AVISADOR ACÚSTICO INTERIOR

ud. Avisador acústico de alarma para instalación interior; instalado según CTE y RIPCI. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 33,19 33,19 02.05.06 ud CAMPANA DE ALARMA DE 150 mm (6") DE DIAM.

ud. Campana de alarma de 150 mm (6") de diámetro y 81 dB, tensión de alimentación 24 VCC, incluso pequeño material, montaje y conexionado; instalada según CTE y RIPCI. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 58,57 58,57 02.05.07 ud EXTINTOR MOVIL, DE POLVO ABC, 6 KG

ud. Extintor móvil, de polvo abc, con 6kg. de capacidad eficacia 21-a,113-b, formado por recipiente de chapa de acero electrosoldada, con presion incorporada, válvula de descarga, de asiento con palanca para interrupción manómetro,herrajes de cuelgue, placa de timbre, incluso pequeño material, montaje y ayudas de albañileria; instalado según CTE . Medida la unidad instalada. NOTA: Incluye armario para extintor (empotrada) en chapa de acero en color rojo RAL-3000, con




260

marco con bisagras y cerradura de cuadradillo en acero inoxidable y con vidrio traslucido. 2 2,00 ________________________________________________

2,00 37,24 74,48




261

02.05.08 ud EXTINTOR MÓVIL, DE ANHIDRIDO CARBÓNICO, 5 kg

ud. Extintor móvil, de anhidrido carbonico, con 5 kg de capacidad, eficacia 34-B, formado por recipiente de acero sin soldaduras, con presión incorporada, homologada por el M.I., según rgto. de recipientes a presión, válvula de seguridad y descarga, manguera, tubo y boquilla para descarga, herrajes de cuelgue, placa timbrada, incluso pequeño material, montaje y ayudas de albañilería; instalado según CTE y RIPCI. Medida la unidad instalada. NOTA: Incluye armario para extintor (empotrada) en chapa de acero en color rojo RAL-3000, con marco con bisagras y cerradura de cuadradillo en acero inoxidable y con vidrio traslucido. 2 2,00 ________________________________________________

2,00 72,13 144,26 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 02.05 CONTRAINCENDIOS ..... 573,92 ___________

TOTAL CAPÍTULO 02 INSTALACIONES .................................................................................. 32.287,71




262

CAPÍTULO 03 URBANIZACIÓN SUBCAPÍTULO 03.01 MOVIMIENTO DE TIERRAS 03.01.01 m³ EXCAVACIÓN MEDIOS MECÁNICOS CONSITENCIA MEDIA

m³. Excavación a cielo abierto, en terreno de consistencia media, con medios mecánicos, con ex- tracción de tierra a los bordes, en vaciado, i/ p.p. de realización de rampa para acceso a la excava- ción. Medido en volumen teórico. Campo de heliostatos 1 100,00 138,00 0,05 690,00 ________________________________________________

690,00 0,18 124,20 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 03.01 MOVIMIENTO DE TIERRAS ............................................................................... 124,20 SUBCAPÍTULO 03.02 PAVIMENTACIÓN 03.02.01 m³ HORMIGÓN LIMPIEZA HM-200/P/20

m³. Hormigón en masa HM-200/P/20 de dosificación 200 kg/m³., con tamaño máximo del árido de 20 mm. Elaborado en central para limpieza y nivelado de fondos de cimentación, incluso vertido, vibrado y colocación, según CTE DB-SE-C y EHE-08. Medido el volumen ejecutado. Viales 1 100,00 1,00 0,10 10,00 ________________________________________________

10,00 28,13 281,30 03.02.02 m² SOLERA HA-25 #150*150*6 ESPESOR 15 cm.

m². Solera de 15 cm. de espesor, realizada con hormigón HA-25/B/20/IIa N/mm2., tamaño máximo del árido 20 mm. elaborado en central, i/vertido, colocación y armado con mallazo electrosoldado #150*150*6 mm., incluso p.p. de juntas, aserrado de las mismas y fratasado. La superficie quedara preparada para recibir pavimento impreso o soleria de caucho en cada caso. Según EHE-08 y CTE DB-SE-C. Medido superficie ejecutada. Viales 1 1,00 100,00 100,00 1,00 ________________________________________________

100,00 8,13 813,00 03.02.03 ml BORDILLO PREFABRICADO DE HM-40 ACHAFLANADO DE 17x28 cm

ml. Bordillo prefabricado de hormigón HM-40 achaflanado, de 17x28 cm de sección, asentado sobre base de hormigón HM-20, incluso p.p. de rejuntado con mortero (1:1). Medida la longitud ejecutada. 2 100,00 200,00 ________________________________________________

200,00 5,69 1.138,00 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 03.02 PAVIMENTACIÓN .......... 2.232,30 SUBCAPÍTULO 03.03 ALIMENTACIÓN DE AGUA 03.03.01 ud ACOMETIDA DE AGUA DE 63 mm

ud. Acometida de aguas realizada en tubo de polietileno de alta densidad (16 Atm) , de 63 mm de diámetro nominal, desde el punto de toma hasta la llave de registro, incluso p.p. de piezas especiales, obras complementarias y ayuda de albañilería; construido según CTE y normas de la compañía suministradora. Medida la unidad ejecutada. NOTA: Incluido excavación, cama de arena y relleno de zanja con zahorra artificial 98% P.N. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 554,60 554,60 03.03.02 ml CANALIZACIÓN POLIETILENO PE, ENTERRADA, DIÁM. 63x7,1 mm




263

ml. Canalización de polietileno PE 16 Atm con uniones mecánicas, empotrada, de 63 mm de diáme- tro exterior y 7.1 mm de espesor, apto uso alimentario, PN 16, incluso p.p. piezas especiales, pe- queño material y ayudas de albañilería; instalada según CTE. Medida la longitud ejecutada. NOTA: Incluido excavación, cama de arena y relleno de zanja con zahorra artificial 98% P.N. TUBO ALIMENTACION 1 6,70 6,70 INSTALACION INTERIOR ACOMETIDA 1 4,00 4,00 ________________________________________________

10,70 4,49 48,04 03.03.03 ud VÁLVULA DE ESFERA DIÁM. 2 1/2" (65/70 mm)

ud. Válvula de esfera colocada en canalización de 2 1/2" (65/70 mm) de diámetro, para soldar, incluso pequeño material, construida según CTE, e instrucciones del fabricante. Medida la unidad instalada.




264

3 3,00 ________________________________________________


ud. Válvula de esfera colocada en canalización de 1 1/4" (28/32 mm) de diámetro, para soldar, incluso pequeño material, construida según CTE, e instrucciones del fabricante. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________


ud. Válvula de esfera colocada en canalización de 1 1/2" (36/40 mm) de diámetro, para soldar, incluso pequeño material, construida según CTE, e instrucciones del fabricante. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 19,86 19,86 03.03.06 ud LLAVE PASO CON GRIFO DE VACIADO 2 1/2"

ud. Llave de paso con grifo de vaciado colocada en canalización de 2 1/2" (63 mm) de diámetro, incluso pequeño material; construida según CTE, e instrucciones del fabricante. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 46,03 46,03 03.03.07 ud VÁLVULA RETENCIÓN 2 1/2" DE DIÁM.

ud. Válvula de retención colocada en canalización de 2 1/2" (63 mm) de diámetro, incluso pequeño material; construida según CTE, e instrucciones del fabricante. Medida la unidad instalada. 1 1,00 ________________________________________________

1,00 26,85 26,85 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 03.03 ALIMENTACIÓN DE AGUA ............................................................................... 797,13 SUBCAPÍTULO 03.04 EDIFICACIONES COMPLEMENTARIAS 03.04.01 m2 CERRAMIENTO POSTES CADA 3 m Y MALLA GALV.

Cerramiento realizado con postes cada 3 m de perfiles tubulares galvanizados de 50 mm de diámetro interior y malla galvanizada de simple torsión, incluso tirantes, garras y p.p. de cimentación y ayudas de albañilería. Medida la superficie ejecutada. 1 120,00 1,00 120,00 ________________________________________________

120,00 6,39 766,80 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 03.04 EDIFICACIONES ............ 766,80




265

SUBCAPÍTULO 03.05 JARDINERIA 03.05.01 m³ EXTENDIDO MANUAL TIERRA VEGETAL

m³. Extendido manual de tierra vegetal cribada suministrada a granel para formarción de capa uniforme. Medido el volumen ejecutado. PAVIMENTOS Tierra Vegetal 1 150,00 0,40 60,00 ________________________________________________

60,00 6,00 360,00 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 03.05 JARDINERIA .................. 360,00 SUBCAPÍTULO 03.06 CAMPO DE HELIOSTATOS 03.06.01 1 M2 HELIOSTATOS

M2. heliostato instalado, sin facetas. Estructura independiente galvanizada, alta rigidez y estabilidad , componentes estándar de fácil acopio, uso de materiales técnicos libres de mantenimiento. 66 66,00 ________________________________________________

66,00 367,81 24.275,46 03.06.02 1 CIMENTACIÓN DE HELIOSTATOS

m³ De cimentación de heliostato y excavación incluida compueta por: Hormigón armado HA-25/B/20/IIa , consistencia blanda, tamaño máximo del arido 20 mm., incluso hierro B-500-S. Se incluye los posibles encofrados, desencofrados, apuntalamientos, hormigón y ferralla, así como el vertido, vibrado y curado. p.p. de formación de huecos, pasos de instalaciones, recibido de arquetas, formación de desniveles. Construido según instrucción EHE y CTE/DB-SE-C. Medido el volu- mén teórico ejecutado. NOTA: Se oferta cuantía de acero y hormigón según planos de proyecto. NOTA2: Queda incluido las juntas de hormigonado que se realicen para la ejecución de la misma utilizando nervometal y doble cordon de bentonita. 1 66,00 66,00 ________________________________________________

66,00 11,35 749,10 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 03.06 CAMPO DE HELIOSTATOS .......................................................................... 25.024,56 ___________

TOTAL CAPÍTULO 03 URBANIZACIÓN .................................................................................... 29.304,99




266

CAPÍTULO 04 SEGURIDAD Y SALUD SUBCAPÍTULO 04.01 PROTECCIONES INDIVIDUALES APARTADO 04.01.01 CABEZA 04.01.01.01 u PAR TAPONES ANTIRRUIDO ESPUMA DE POLIEURETANO

Par de tapones antirruidodesechable fabricado espuma de polieuretano, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 0,10 0,50 04.01.01.02 u GAFAS MONTURA POLICARBONATO PROTECCIONES LATERALES

Gafas de montura de policarbonato, con protecciones laterales integradas, de polcarbonato anti-raya- do para trabajos con riesgos de impactos en ojos, según R.D.1407/1992. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 9,93 49,65 04.01.01.03 u GAFAS CAZOLETAS CERRADAS PARA SOLDADURA

Gafas de cazoletas cerradas, unidas mediante puente ajustable, con vidrios tratados térmicamente según norma mt-18, para trabajos de soldadura, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 7,98 39,90 04.01.01.04 u GAFA CAZOLETAS CONTRA IMPACTOS EN OJOS

Gafas de cazoletas de armadura rígida, ventilación lateral, graduable y ajustables, visores neutros, recambiables templados y tratados, para trabajos con riesgo de impactos en ojos, según R.D.1407/1992. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 6,15 30,75 04.01.01.05 u PANTALLA SOLDADURA ELECT. DE CABEZA

Pantalla de soldadura eléctrica de fibra vulcanizada de cabeza, mirilla abatible resistente a la perfora- ción y penetración por objeto candente, antiinflamable, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

2,00 11,78 23,56 04.01.01.06 u MASCARILLA AUTO FILTRANTE DE CELULOSA

Mascarilla auto filtrante de celulosa para trabajo con polvo y humos, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 0,36 1,80 04.01.01.07 u MASCARILLA POLIPROP. PARTIC. ESTÁNDAR VÁLVULA

Mascarilla de polipropileno apto para partículas, gama estándar con válvula de exhalación, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 2,48 12,40 04.01.01.08 u FILTRO SEMIMÁSCARA RESPIRATORIA DOS FILTROS

Filtro para semimáscara respiratoria de dos filtros, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 2,14 10,70 04.01.01.09 u CASCO SEG. CONTRA IMPACTOS POLIETILENO ALTA

Casco de seguridad contra impactos polietileno alta densidad según R.D. 773/97 y marcado CE se- gún R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra.




267

___________________________________________

5,00 0,84 4,20 ______________

TOTAL APARTADO 04.01.01 CABEZA .......................... 173,46




268

APARTADO 04.01.02 MANOS 04.01.02.01 u PAR MANGUITOS PARA TRABAJOS DE SOLDADURA

Par de manguitos para trabajos de soldadura, fabricados en cuero de serraje vacuno según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

4,00 3,07 12,28 04.01.02.02 u PAR GUANTES RIESGOS MECÁNICOS MÍN. PIEL FLOR CERDO

Par de guantes de protección para riesgos mecánicos mínimos, fabricado en piel de flor de cerdo, se- gún R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 1,10 5,50 04.01.02.03 u PAR GUANTES DE PROTECCCIÓN DE NEOPRENO

Par de guantes de protección, fabricado en neopreno, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 1,03 5,15 04.01.02.04 u PAR GUANTES PROTEC. SOLDADURA, SERRAJE. MANGA

Par de guantes de protección en trabajos de soldadura fabricado en serraje con manga, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 1,63 8,15 04.01.02.05 u PAR GUANTES PROTEC. ELÉCTRICA CLASE 3

Par de guantes de protección eléctrica de baja tensión, 30000 V clase 3, fabricado con material látex natural, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 22,11 110,55 ______________

TOTAL APARTADO 04.01.02 MANOS ........................... 141,63 APARTADO 04.01.03 PIES 04.01.03.01 u PAR DE BOTAS MEDIA CAÑA IMPERMEABLE

Par de botas de media caña impermeable, fabricados en PVC, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 4,30 21,50 04.01.03.02 u PAR DE POLAINAS PARA TRABAJOS DE SOLDADURA

Par de polainas para trabajos de soldadura, fábricada en cuero de serraje vacuno sistema de sujec- ción debajo del calzado según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

2,00 6,07 12,14 04.01.03.03 u PAR ZAPATOS SEGURIDAD PIEL AFELPADA, PLANTILLA Y PUNTERA MET.

Par de zapatos de seguridad contra riesgos mecánicos, fabricados en piel afelpada, plantilla y puntera metálica, piso antideslizante según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 10,14 50,70 ______________

TOTAL APARTADO 04.01.03 PIES ................................ 84,34




269

APARTADO 04.01.04 TRONCO, PIERNAS Y BRAZOS 04.01.04.01 u MANDIL PARA TRABAJOS DE SOLDADURA

Mandil para trabajos de soldadura, fabricado en cuero con sujección a cuello y cintura a traves de tiras según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

1,00 3,90 3,90 04.01.04.02 u ARNÉS ANTICAÍDAS DE POLIÉSTER

Arnés anticaídas de poliéster, anillas de acero, cuerda de longitud y mosquetón de acero, con hom- breras y perneras regulables según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 11,33 56,65 04.01.04.03 u CINTURÓN ANTILUMBAGO

Cinturón antilumbago de hebillas para protección de la zona dorsolumbar fabricado con lona con forro interior y bandas de refuerzos en cuero flor, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 5,90 29,50 04.01.04.04 u CHALECO REFLECTANTE POLIÉSTER, SEGURIDAD VIAL

Chaleco reflectante confeccionado con tejido fluorescente y tiras de tela reflectante 100% poliéster, para seguridad vial en general según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 1,36 6,80 ______________

TOTAL APARTADO 04.01.04 TRONCO, PIERNAS Y BRAZOS ................................................................................. 96,85 APARTADO 04.01.05 VARIOS 04.01.05.01 u CARTUCHO CREMA PROTECTORA SOLAR

Cartucho de crema protectora solar de 500 ml para uso industrial según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________

5,00 1,02 5,10 04.01.05.02 u CUERDA DE SEGURIDAD POLIAMIDA DIÁM. 14 mm 50 m

Cuerda de seguridad de poliamida 6 de diám. 14 mm hasta 50 m longitud, incluso anclaje formado por redondo normal de diám. 16 mm, incluso p.p. de desmontaje, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad ejecutada. ___________________________________________

5,00 41,49 207,45 04.01.05.03 m LÍNEA DE VIDA HORIZONTAL FLEXIBLE POLIÉSTER

Línea de vida horizontal flexible de fibra de poliéster recubierta con neopreno, capa interior roja para detección visual al desgaste, según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la longitud ejecutada ___________________________________________

100,00 1,75 175,00 04.01.05.04 u TRAJE DE PROTECCIÓN CONTRA LA LLUVIA POLIÉSTER

Traje de protección contra la lluvia confeccionado de PVC y con soporte de poliéster según R.D. 773/97 y marcado CE según R.D. 1407/92. Medida la unidad en obra. ___________________________________________




270

5,00 2,54 12,70 ______________

TOTAL APARTADO 04.01.05 VARIOS ........................... 400,25 ___________

TOTAL SUBCAPÍTULO 04.01 PROTECCIONES INDIVIDUALES ............................................................................... 896,53




271

SUBCAPÍTULO 04.02 PROTECCIONES COLECTIVAS APARTADO 04.02.01 BARANDILLAS 04.02.01.01 m BARANDILLA DE PROTECCIÓN, METÁLICA, SIST. MORDAZA, BORDE

Barandilla resistente de protección de 0,90 m de altura, formada por: soportes metálicos sistema mordaza en borde, pasamanos, protección intermedia y rodapié de 0,20 m, metálicos, incluso desmontado, p.p. de pequeño material y mantenimiento. según R.D. 1627/97. Medida la longitud ejecutada. 1 10,00 10,00 ________________________________________________

10,00 1,48 14,80 04.02.01.02 m BARANDILLA DE PROTECCIÓN, METÁLICA SIST. BALAUSTRE, ESCALERAS

Barandilla resistente de protección de 0,90 m de altura, formada por: soportes metálicos sistema balaustre en escaleras, pasamanos y protección intermedia metálica, malla tipo rafia fijada a barandillas, incluso desmontado, p.p. de pequeño material y mantenimiento, según R.D. 1627/97. Medida la longitud ejecutada. 1 6,00 4,00 24,00 ________________________________________________

24,00 2,16 51,84 ______________

TOTAL APARTADO 04.02.01 BARANDILLAS ............... 66,64 APARTADO 04.02.02 PASOS CUBIERTOS 04.02.02.01 m VISERA PROTECCIÓN METÁLICA CAÍDAS OBJETOS CON ANCH. 1,20 m

Visera de protección contra caídas de objetos con una anchura de 1,20 m formada por chapa metáli- ca, incluso desmontaje, p.p. de elementos complementarios para su estabilidad y mantenimiento; se- gún R.D. 1627/97. Medida la longitud ejecutada. 1 3,00 3,00 ________________________________________________

3,00 5,49 16,47 ______________

TOTAL APARTADO 04.02.02 PASOS CUBIERTOS ...... 16,47 APARTADO 04.02.03 REDES 04.02.03.01 m2 PROTECCIÓN VACIO DURANTE EJEC. CUBIERTA MET. RED SEG.

Protección de vacio durante la ejecución de cubierta metálica con red de seguridad de poliamida (HT) de 4 mm y luz de malla 10x10 cm, incluso p.p. de anclaje de cable para sujección de red y cable para sujección de red y mantenimiento, según R.D. 1627/97. Medida la superficie de cubierta protegida. 1 25,00 25,00 ________________________________________________

25,00 0,73 18,25 04.02.03.02 m2 PROTECCIÓN HUECO DE PATIO, CÓN RED DE SEGURIDAD

Protección de hueco de patio con red de seguridad de poliamida (HT), incluso p.p. de anclaje de red, cuerdas de sujección y mantenimiento, según R.D. 1627/97. Medida la superficie del hueco protegi- do. 1 6,00 12,50 75,00 ________________________________________________

75,00 1,62 121,50 04.02.03.03 m PROTECCIÓN LOSA ESCALERA RED VERTICAL INTERIOR EN CANTO LOSA

Protección de perimetro de losa de escalera con red de seguridad de poliamida (HT) de 4 mm y luz de malla 10x10 cm, vertical fijada a canto de losa, incluso p.p. de anclajes de red y cuerdas de su-




272

jección, desmontaje y mantenimiento, según R.D. 1627/97. Medida la longitud de red colocada por el perimetro de la losa de escalera. 1 20,00 20,00 ________________________________________________

20,00 4,14 82,80 04.02.03.04 m2 PROTECCIÓN ENCOFRADO, RED HORIZONTAL PUNTALES 2 m CALLE

Protección en ejecución de encofrado de forjado con red de seguridad de poliamida (HT) de 4 mm y luz de malla 10x10 cm, horizontal fijada a los puntales del encofrado de 2 m de calle, incluso p.p. de ganchos y cuerdas de sujección, desmontaje y mantenimiento, según R.D. 1627/97. Medida la superficie protegida. 1 75,00 75,00 ________________________________________________

75,00 2,93 219,75 ______________

TOTAL APARTADO 04.02.03 REDES ............................ 442,30 ___________

TOTAL SUBCAPÍTULO 04.02 PROTECCIONES COLECTIVAS ............................................................................... 525,41




273

SUBCAPÍTULO 04.03 SEÑALIZACION APARTADO 04.03.01 Acotamiento 04.03.01.01 u CONO DE BALIZAMIENTO REFLECTANTE DE 0,50 m

Cono de balizamiento reflectante de 0,50 m, incluso colocación de acuerdo con las especificaciones y modelos del R.D. 485/97, valorado en función del número óptimo de utilizaciones. Medida la unidad ejecutada. 1 5,00 5,00 ________________________________________________

5,00 0,98 4,90 04.03.01.02 u LÁMPARA INTERMITENTE CON CELULA FOTOELÉCTRICA

Lámpara intermitente con celula fotoeléctrica sin pilas, incluso colocación de acuerdo con las especificaciones y modelos del R.D. 485/97. Medida la unidad ejecutada. 1 4,00 4,00 ________________________________________________

4,00 3,98 15,92 04.03.01.03 m2 CERRAMIENTO PROV. OBRA, PANEL CHAPA GALV. SOPORT. PREFABR.

Cerramiento provisional de obra, realizado con postes cada 3 m de perfiles galvanizados, panel rígi- do de chapa nervada galvanizada y p.p. cimentación, apoyo, alojamiento de postes y ayudas de al- bañilería. Medida la superficie ejecutada. NOTA: Incluye Puertas de Acceso a Vehiculos y Peatonales. 1 30,00 2,20 66,00 ________________________________________________

66,00 4,25 280,50 ______________

TOTAL APARTADO 04.03.01 Acotamiento ................... 301,32 APARTADO 04.03.02 Señalización 04.03.02.01 u SEÑAL METÁLICA "OBLIG. PROH." 42 cm, SIN SOPORTE

Señal de seguridad metálica tipo obligación o prohibición de 42 cm, sin soporte metálico, incluso co- locación y p.p. de desmontaje de acuerdo con R.D. 485/97. Medida la unidad ejecutada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 6,55 13,10 04.03.02.02 u SEÑAL METÁLICA "ADVERTENCIA" 42 cm, SIN SOPORTE

Señal de seguridad metálica tipo advertencia de 42 cm, sin soporte metálico, incluso colocación y p.p. de desmontaje de acuerdo con R.D. 485/97. Medida la unidad ejecutada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 10,67 21,34 04.03.02.03 u SEÑAL METÁLICA "CONTRAINCENDIOS" 60x40 cm SIN SOPORTE

Señal de seguridad metálica tipo "contraincendios" de 60x40 cm, sin soporte, incluso colocación, de acuerdo con R.D. 485/97 y p.p. de desmontaje. Medida la unidad ejecutada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 10,94 21,88 04.03.02.04 u SEÑAL PVC. "OBLIG. PROH." 30 cm SIN SOPORTE

Señal de seguridad PVC 2 mm tipos obligación o prohibición de 30 cm, sin soporte metálico, incluso colocación, de acuerdo con R.D. 485/97 y p.p. de montaje. Medida la unidad ejecutada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 0,67 1,34 04.03.02.05 u SEÑAL PVC. "ADVERTENCIA " 30 cm SIN SOPORTE




274

Señal de seguridad PVC 2 mm tipo advertencia de 30 cm, sin soporte metálico, incluso colocación, de acuerdo con R.D. 485/97 y p.p. de montaje. Medida la unidad ejecutada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 0,67 1,34 04.03.02.06 u SEÑAL PVC. "CONTRAINCENDIOS" 30x30 cm SIN SOPORTE

Señal de seguridad PVC 2 mm tipo contraincendios de 30x30 cm, sin soporte metálico, incluso colo- cación, de acuerdo con R.D. 485/97 y p.p. de montaje. Medida la unidad ejecutada. 1 4,00 4,00 ________________________________________________

4,00 0,67 2,68




275

04.03.02.07 u SEÑAL PVC. "SALV. Y SOCORRISMO" 30x30 cm SIN SOPORTE

Señal de seguridad PVC 2 mm tipo salvamento y socorrismo de 30x30 cm, sin soporte metálico, incluso colocación, de acuerdo con R.D. 485/97 y p.p. de montaje. Medida la unidad ejecutada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 0,67 1,34 04.03.02.08 u 5

Señal de seguridad PVC 2 mm tipo señales indicadoras de 30x30 cm sin soporte, incluso coloca- ción y p.p. de desmontaje de acuerdo con R.D. 485/97. Medida la unidad ejecutada. 1 10,00 10,00 ________________________________________________

10,00 1,74 17,40 ______________

TOTAL APARTADO 04.03.02 Señalización ................... 80,42 APARTADO 04.03.03 Varios 04.03.03.01 u SEÑAL DE PELIGRO REFLECTANTE DE 1,35 m

Señal de peligro reflectante de 1,35 m, con trípode de acero galvanizado, incluso colocación de acuerdo con R.D. 485/97. Medida la unidad ejecutada. 1 5,00 5,00 ________________________________________________

5,00 14,44 72,20 04.03.03.02 u SEÑAL PRECEPTIVA REFLECTANTE DE 1,20 m

Señal preceptiva reflectante de 1,20 m, con trípode de acero galvanizado, incluso colocación de acuerdo con R.D. 485/97. Medida la unidad ejecutada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 18,95 37,90 04.03.03.03 u PANEL DIRECCIONAL PROVISIONAL REFLECTANTE 1,50x0,45 m

Panel direccional provisional reflectante de 1,50x0,45 m, sobre soportes con base en T, incluso colo- cación de acuerdo con R.D. 485/97. Medida la unidad ejecutada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 10,85 21,70 ______________

TOTAL APARTADO 04.03.03 Varios .............................. 131,80 ___________

TOTAL SUBCAPÍTULO 04.03 SEÑALIZACION ............. 513,54 SUBCAPÍTULO 04.04 FORMACION SOBRE SEGURIDAD 04.04.01 u FORMACION ESPECIFICA DE S.H.

Formación especifica de trabajadores en materia de seguridad y salud, en obra según Ley 31/95. Medida la unidad por obra. ___________________________________________

1,00 98,84 98,84 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 04.04 FORMACION SOBRE .... 98,84




276

SUBCAPÍTULO 04.05 EXTINCION DE INCENDIOS 04.05.01 ud EXTINTOR MOVIL, DE POLVO ABC, 6 KG

ud. Extintor móvil, de polvo abc, con 6kg. de capacidad eficacia 21-a,113-b, formado por recipiente de chapa de acero electrosoldada, con presion incorporada, válvula de descarga, de asiento con palanca para interrupción manómetro,herrajes de cuelgue, placa de timbre, incluso pequeño material, montaje y ayudas de albañileria; instalado según CTE . Medida la unidad instalada. 1 2,00 2,00 ________________________________________________

2,00 14,53 29,06 04.05.02 ud EXTINTOR MÓVIL, DE ANHIDRIDO CARBÓNICO, 5 kg

ud. Extintor móvil, de anhidrido carbonico, con 5 kg de capacidad, eficacia 34-B, formado por recipiente de acero sin soldaduras, con presión incorporada, homologada por el M.I., según rgto. de recipientes a presión, válvula de seguridad y descarga, manguera, tubo y boquilla para descarga, herrajes de cuelgue, placa timbrada, incluso pequeño material, montaje y ayudas de albañilería; instalado según CTE y RIPCI. Medida la unidad instalada. 1 1,00 1,00 ________________________________________________

1,00 49,42 49,42 ______________

TOTAL SUBCAPÍTULO 04.05 EXTINCION DE INCENDIOS ................................................................................. 78,48 ___________

TOTAL CAPÍTULO 04 SEGURIDAD Y SALUD ......................................................................... 2.112,80




277

CAPÍTULO 05 GESTIÓN DE RESIDUOS 05.01 m³ CARGA y TRANSPORTE DE TIERRAS (Tasas de Vertedero)

m³. Transporte de tierras, realizado en camión basculante, incluso carga con medios mecánicos. En obra se clasificación, separaran y almacenaran de forma independiente los residuos inertes RI, residuos tóxicos y/o peligrosos RP y los residuos no peligrosos, para llevar al gestor de residuos, incluido la tasas de vertido a vertederos, gestión de permisos en Ayuntamiento y lasTasas e impues- tos correspondientes para la gestión de residuos, así como la entrega de los albaranes de transporte y de entrada al gestor de residuo, así como certificado del gestor de residuos. Se realizara cumpliendo las Normativa Municipal, Autonómica y Nacional. Medido en volumen teórico más un esponja- miento del 20%. EDIFICACIÓN 1 572,00 572,00 1 1,00 ________________________________________________

573,00 0,40 229,20 ______________

TOTAL CAPÍTULO 05 GESTIÓN DE RESIDUOS...................................................................... 229,20 ___________

TOTAL ........................................................................................................................................................ 95.573,70




278

ANEXO III PLANOS.

SECCION LONGITUDINAL B-B´ ALZADO A-A´

RECEPTOR SOLARRECEPTOR SOLAR

B B´

A A´

1:200

D. JOSE LUIS OLIVA TORRESde 2014

Nº EXP:

ESCALA

FECHA

AUTOR:

DENOMINACIÓN PLANO

DENOMINACIÓN:

FICHERO PROCEDENCIA

N PLANO

C/ TEJARES N3.SEVILLA 41010

SEPTIEMBRE

RFX02

ACOTADO

ALZADO Y SECCION LONGITUDINAL

UNIVERSIDAD DE SEVILLA.MASTER INGENIERÍA DEL AGUA.

PROYECTO FIN DE MASTER.GENERACIÓN DE AGUA DENTRO DE UN CICLO ARTIFICIAL

01

20.00

20.00

5.55 5.55

8.51

1.35 6.75 2.00 6.75 1.35

9.82 9.82

9.82

9.82

3.40

0.30

3.40

0.30

0.30

3.40

3.40

0.10

0.84 2.00 0.84

5.91

1.79

0.10

1.79

3.93

1.98

1.95

1.35 5.14 1.61 2.00 1.61 5.14 1.35

0.30

0.30

0.30

4.08 4.08

3.00 3.00

3.85

0.40

3.85

0.40

0.30

0.97 2.11 0.87

0.40

0.87 2.11

0.97

8.90

8.68

8.68

9.82 9.82

9.82

9.82

73.42 m² 73.42 m²

73.42 m² 73.42 m²

8.69 8.69

8.68

8.68

CUBETA 01. CUBETA 02.


CANALETA DE RECOGIDA DE AGUA CONDENSADA CANALETA DE RECOGIDA DE AGUA CONDENSADA


CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E AG

UA CO

ND

EN

SAD

ACAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E AG

UA CO

ND

EN

SAD

A

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E AG

UA CO

ND

EN

SAD

ACAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E AG

UA CO

ND

EN

SAD

A

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E SALM

UERA Y RESID

UO

S.

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E SALM

UERA Y RESID

UO

S.

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E SALM

UERA Y RESID

UO

S.

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E SALM

UERA Y RESID

UO

S.

MURETE DE HORMIGÓN

MURETE DE HORMIGÓN

MURETE DE HORMIGÓN

MURETE DE HORMIGÓN

MURETE DE HORMIGÓN

MURETE DE HORMIGÓN

MURETE DE HORMIGÓN

MURETE DE HORMIGÓN

MURETE DE HORMIGÓN MURETE DE HORMIGÓN

PARED

D

E BLO

QU

E 1,00M

PARED

D

E BLO

QU

E 1,00M

PARED

D

E BLO

QU

E 1,00M

PARED

D

E BLO

QU

E 1,00M

PARED

D

E BLO

QU

E.

PARED

D

E BLO

QU

E.

PARED

D

E BLO

QU

E 1,00M

PARED

D

E BLO

QU

E 1,00M

1:150


Nº EXP:

ESCALA

FECHA

AUTOR:

DENOMINACIÓN PLANO

DENOMINACIÓN:

FICHERO PROCEDENCIA

N PLANO


SEPTIEMBRE

RFX02

ACOTADO

PLANTA SEMISOTANO Y PLANTA COLECTOR (CUBETAS).



02

PLANTA SOTANO. SECCION A-A´ PLANTA COLECTORE(CUBETAS). SECCION B-B´

B B´

A A´

PROFUNDIDAD DEL AGUA; 0,10m

0.3

0

CUBIERTA DE POLICARBONATO

"SIN PROTECCIÓN" A LOS RAYOS UV.

SUJECCION POR SPIDERGLASS

ESTRUCTURA ALVEOLAR

AUTOPORTANTE DE ACERO

SELLADO CON SILICONA

ACCESORIO DE CONEXION

DE ACERO INOXIDABLE

ACCESORIO DE CONEXION

DE ACERO INOXIDABLE

PROY. PLATINA DE ACERO 3/8"

PROYECC. DE

CRISTAL TEMPLADO

8mm DE ESPESOR

PERFIL METALICO

PROY. PLATINA DE

ACERO 3/8"

ACERO 3/8"

PROY. PLATINA DE



DETALLE 1

CANAL U3206

EMPOTRADO

PANEL DE POLICARBONATO

SIN PROTECCION

DE RAYOS UVA

PANEL DE POLICARBONATO

ENVOLVENTE DE

DE ESTRUCTURA

SUJECCION POR

SPIDERGLASS

CANAL DE RECOGIDA

DE AGUAS

SELLADO

CANAL DE RECOGIDA DE RESIDUOS.

PANEL DE POLICARBONATO TRANSPARENTE.

SELLADO PERIMETRAL.

CANAL DE RECOGIDA

AGUA DESTILADA



CANAL U3206

EMPOTRADO

APOYO DE

NEOPRENO

E 1:10SUJECIONES

DETALLE 2 E 1:20

DETALLE 3E 1:20

VARIAS


Nº EXP:

ESCALA

FECHA

AUTOR:

DENOMINACIÓN PLANO

DENOMINACIÓN:

FICHERO PROCEDENCIA

N PLANO


SEPTIEMBRE

RFX02

ACOTADO

PLANO DE DETALLES.



04E 1:100

SECCION

DETALLE 1

DETALLE 2

DETALLE 3

LAS INSTALACIÓN SE COMPONE DE UNA ESTRUCTURA ALVEOLAR

ALIGERADA, EN LA QUE VAN COGIDOS LOS SPIDER GLAS QUE

SUJETAN LOS PANELES DE POLICARBONATO SIN PROTECCIÓN

FRENTE A LOS RAYOS UV. CON ELLO SE CAPTA TODA LA

RADIACIÓN SOLAR Y ADEMÁS SE CONSIGUE UNA DESINFECCIÓN

NATURAL.

EN LA ZONA CENTRAL SE ENCUENTRA LA TORRE QUE SOPORTA EL

RECEPTOR SOLAR Y POR DONDE ADEMÁS PASAN LAS TUBERÍAS

DE AIRE FRÍO Y CALIENTE. LA ESTRUCTURA ES DE CELOSÍA PARA

PROVOCAR LA MENOR SOMBRA POSIBLE. LA TORRE SE

ENCUENTRA EN UNA ENVOLVENTE DE PANELES, LO QUE HACE QUE

EL RECINTO SEA TOTALMENTE ESTANCO. EN LA CUMBRE DE LA

PIRÁMIDE EXISTE UNA ZONA DE VENTILACIÓN O ENFRIAMIENTO

PARA ACELERAR LA CONDENSACIÓN EN SU INTERIOR.

EN LA ZONA SEMISOTANO SE ENCUENTRAN LOS

ALMACENAMIENTOS TERMICOS DE PIEDRAS.

ENFRIAMIENTO ENFRIAMIENTO

PARED DE BLOQUE





CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E AG

UA CO

ND

EN

SAD

ACAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E AG

UA CO

ND

EN

SAD

A

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E AG

UA CO

ND

EN

SAD

ACAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E AG

UA CO

ND

EN

SAD

A

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E SALM

UERA Y RESID

UO

S.

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E SALM

UERA Y RESID

UO

S.

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E SALM

UERA Y RESID

UO

S.

CAN

ALETA D

E RECO

GID

A D

E SALM

UERA Y RESID

UO

S.

CONDUCTO CIR. DIÁM.200 mm


Ø

.

4

5

0

m

m

Ø200 mm.

Ø200 mm.

Ø450mm.

SALA DE INSTALACIONES.

REJILLAS

1:200


Nº EXP:

ESCALA

FECHA

AUTOR:

DENOMINACIÓN PLANO

DENOMINACIÓN:

FICHERO PROCEDENCIA

N PLANO


SEPTIEMBRE

RFX02

ACOTADO

INSTALACIONES DE LLENADO,



04

CALENTAMIENTO Y RECOLECCIÓN.

LINEA DE AIRE FRIO

LINEA DE AIRE CALIENTE

LLENADO DE CUBETAS

RETORNO DE AGUA DESTILADA

LIMPIEZA DE CANAL

VENTILADOR CENTRÍFUGO

BOMBA DE CIRCULACION

5M3/h 4mca .

T

TERMÓMETRO

VÁLVULA DE TRES VÍAS

MANÓMETRO HASTA 6KG/CM2

P

CONDUCTO CIRCULAR

HELICOIDAL SIMPLE: IMPULSION

AIRE CALIENTE RESIDUAL.

CONDUCTO CIRCULAR

HELICOIDAL SIMPLE: SALIDA DE

AIRE EN ALMACEN TREMICO.

LLAVE DE VACIADO

SIMBOLOGÍA.

ZONA DE INFLUENCIA DE LOS RAYOS UV. SOBRE LAS BACTERIAS.

15ud. Placa Solar Mitsubishi electric 225 W 24 V TJ -

225GA6

Regulador 60A 12V/24V/48V/60V

baterias2V 24-OPZS-3000 4464Ah

Inversor 24V 5000 VaC.SALA DE MA.

C. BOMBA

SOPLANTE 52 COMPACT

4"

2 1/2"

2 1/2"

2 1/2"

2 "

2 "

2 "

2 "

2 "

2 "

2 "

11/2 "

11/2 "

CONDUCTO CIR. DIÁM. 200 mm




A DEPOSITO DE AGUA

RE

CO

GID

A D

E R

ES

ID

UO

S

RECEPTOR

SOLAR FOTOVOLTA

3"

COLECTORES DE AGUA (CUBETAS)

HELIOSTATOS: CAMPO SOLAR

=/S

T

4"

ZONA DE ALMACENAMIENTO TÉRMICO

EXTERIOR

P

66ud. Heliostatos simples de 9,00m2

(6,5 bar.)


LINEA DE AIRE FRIO

LINEA DE AIRE CALIENTE

LLENADO DE CUBETAS

RETORNO DE AGUA DESTILADA

LIMPIEZA DE CANAL

VENTILADOR CENTRÍFUGO

BOMBA DE CIRCULACION

5M3/h 4mca .

T

TERMÓMETRO

VÁLVULA DE TRES VÍAS

MANÓMETRO HASTA 6KG/CM2

P

CONDUCTO CIRCULAR

HELICOIDAL SIMPLE: IMPULSION

AIRE CALIENTE RESIDUAL.

CONDUCTO CIRCULAR

HELICOIDAL SIMPLE: SALIDA DE

AIRE EN ALMACEN TREMICO.

LLAVE DE VACIADO

1:200


Nº EXP:

ESCALA

FECHA

AUTOR:

DENOMINACIÓN PLANO

DENOMINACIÓN:

FICHERO PROCEDENCIA

N PLANO


SEPTIEMBRE

RFX02

ACOTADO

INSTALACIONES. ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO.



05SECCION LONGITUDINAL. ESQUEMA.

SIMBOLOGÍA.




ANEXO IV BIBLIOGRAFÍA.

BP Statistical Review of World Energy 2011. BP (British Petroleum), 2011. World Energy Outlook 2011. Resumen Ejecutivo. IEA (International Energy Agency), 2011. Plan de Energías Renovables en España 2005-2010. INSTITUTO PARA LA DIVERSIFICACIÓN Y AHORRO DE LA ENERGÍA. Madrid: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, 2005. España. Orden IET/3586/2011, de 30 de diciembre. Boletín Oficial del Estado, 31 de diciembre de 2011, núm. 315, p. 146709. Our common future. ‘Brundtland Report’. United Nations World Commission on Environment and Development (WCED), 1987. Global Concentrated Solar Power Markets and Strategies: 2010 – 2025. IHS Emerging Energy Research, 2011. Disponible en web: www.emerging-energy.com Trends in photovoltaic applications. Report IEA-PVPS T1-20:2011. IEA Photovoltaic Power Systems Programme (PVPS), 2011. Disponible en web: http://www.ieapvps. org/index.php?id=92 en web: www.eib.org/attachments/pipeline/20080098_eia2_es.pdf 100 MWe Solar Plant Field Layout. Receiver Shape: Cilindric. Site: Sevilla. NSPOC, 2011. Disponible en web: www.nspoc.com/sites/default/files/FINAL-OUTPUT1.pdf ESPEJO MARÍN, Cayetano; GARCÍA MARÍN, Ramón. La energía solar termoeléctrica en España. Anales de Geografía, 2010, vol. 30, núm. 2, p. 81-105. FERNÁNDEZ DÍEZ, Pedro. Procesos termosolares en baja, media y alta temperatura. Departamento de Ingeniería Eléctrica y Energética, Universidad de Cantabria. 2009. Disponible en web: http://libros.redsauce.net/ México, 1996. 16.- RODRIGUEZ, NUÑEZ, ”Infraestructura básica para colectores solares”, Segunda edición, 1998.ALPI, A.; TOGNONI, F. “Cultivo en invernadero”, Ed. Mundi-Prensa. Madrid. 347 pp, 1999.DEMEO E.A., GALDO J.F., “Renewable Energy Technology Characterizations”, TR-109496 Topical Report, December 1997, U.S. DOE-Washington and EPRI, Palo Alto, California. SITIOSOLAR, http://www.sitiosolar.com/los%20destiladores%20solares.htm#destiladoressolares, “Los Destiladores solares”, Fecha de consulta: 17 de noviembre de 2010. 4 Escuela de Ingenierías Industriales UVA La desalación como alternativa al PHN. enero 2001. Ruiz Mateo, Antonio. Los vertidos al mar de las plantas desaladoras. Centro de estudios de puertos y costas CEDEX. http://www.eis.uva.es/~macromol/curso0405/pmma/documentacion/propiedades.htm, Propiedades de macr

http://www.nspoc.com/sites/default/files/FINAL-OUTPUT1.pdf

http://libros.redsauce.net/

contenidoaula.aguapedia.org/pluginfile.php/11533/mod_resource...generación de agua, se podrá...

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