sumario anexos

84
Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 1 de 84 SUMARIO ANEXOS SUMARIO ANEXOS 1 A ANEXO. HERRAMIENTAS Y DATOS 3 A.1 Diagrama psicrométrico 3 A.2 Datos meteorológicos 5 A.3 Fotos Termas del Daymán 7 B ANEXO. MODELIZACIÓN DEL COMPLEJO 9 B.1 Cálculo de necesidades térmicas 9 B.1.1 Datos de partida 9 B.1.2 Pérdidas y ganancias de calor 11 B.1.3 Ahorro de agua 17 B.1.4 Dimensionado de todo el complejo termal 21 B.2 Cálculo de necesidades térmicas en invierno 23 B.2.1 Datos de partida 23 B.2.2 Pérdidas y ganancias de calor 25 B.2.3 Ahorro de agua 31 B.2.4 Dimensionado de todo el complejo termal 35 C ANEXO. ESTUDIO DE MEDIDAS 37 C.1 Medida 1. No hacer nada 37 C.1.1 Datos de partida 37 C.1.2 Pérdidas y ganancias de calor 40 C.1.3 Ahorro de agua 46 C.1.4 Dimensionado de todo el complejo termal 50 C.2 Medida 1. No hacer nada en invierno 53 C.2.1 Datos de partida 53 C.2.2 Pérdidas y ganancias de calor 55 C.2.3 Ahorro de agua 62 C.2.4 Dimensionado de todo el complejo termal 66 C.2.5 Coste económico 67 C.2.6 Impacto ambiental 67 C.3 Medida 2. Nueva ocupación 69 C.3.1 Datos de partida 69 C.3.2 Pérdidas y ganancias de calor 71 C.3.3 Ahorro de agua 77 C.3.4 Dimensionado de todo el complejo termal 81 C.3.5 Coste económico 82 C.3.6 Impacto ambiental 83

Upload: vunguyet

Post on 08-Jan-2017

225 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 1 de 84

SUMARIO ANEXOS

SUMARIO ANEXOS 1 A ANEXO. HERRAMIENTAS Y DATOS 3 A.1 Diagrama psicrométrico 3 A.2 Datos meteorológicos 5 A.3 Fotos Termas del Daymán 7 B ANEXO. MODELIZACIÓN DEL COMPLEJO 9 B.1 Cálculo de necesidades térmicas 9

B.1.1 Datos de partida 9 B.1.2 Pérdidas y ganancias de calor 11 B.1.3 Ahorro de agua 17 B.1.4 Dimensionado de todo el complejo termal 21

B.2 Cálculo de necesidades térmicas en invierno 23 B.2.1 Datos de partida 23 B.2.2 Pérdidas y ganancias de calor 25 B.2.3 Ahorro de agua 31 B.2.4 Dimensionado de todo el complejo termal 35

C ANEXO. ESTUDIO DE MEDIDAS 37 C.1 Medida 1. No hacer nada 37

C.1.1 Datos de partida 37 C.1.2 Pérdidas y ganancias de calor 40 C.1.3 Ahorro de agua 46 C.1.4 Dimensionado de todo el complejo termal 50

C.2 Medida 1. No hacer nada en invierno 53 C.2.1 Datos de partida 53 C.2.2 Pérdidas y ganancias de calor 55 C.2.3 Ahorro de agua 62 C.2.4 Dimensionado de todo el complejo termal 66 C.2.5 Coste económico 67 C.2.6 Impacto ambiental 67

C.3 Medida 2. Nueva ocupación 69 C.3.1 Datos de partida 69 C.3.2 Pérdidas y ganancias de calor 71 C.3.3 Ahorro de agua 77 C.3.4 Dimensionado de todo el complejo termal 81 C.3.5 Coste económico 82 C.3.6 Impacto ambiental 83

Page 2: SUMARIO ANEXOS

Página 2 de 84 Anexos

Page 3: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 3 de 84

A ANEXO. HERRAMIENTAS Y DATOS

A.1 Diagrama psicrométrico

Page 4: SUMARIO ANEXOS

Página 4 de 84 Anexos

Page 5: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 5 de 84

A.2 Datos meteorológicos

TEMPERATURA MINIMA MEDIA MENSUALEN ºC AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC INV 1997 21,3 19,2 16,0 21,0 16,3 8,8 10,3 10,3 10,3 14,1 16,9 18,3 9,93 1998 18,5 18,9 15,4 14,1 10,7 7,7 9,1 8,3 8,4 12,6 14,4 16,6 8,38 1999 17,5 17,9 18,9 11,7 8,1 7,1 7,2 8,0 10,8 12,5 14,3 17,4 8,28 2000 19,7 18,7 15,7 15,4 10,8 9,8 4,9 7,9 9,7 14,2 14,2 17,3 8,08 2001 18,3 17,7 18,6 12,0 10,7 9,3 6,8 11,1 9,4 14,3 12,7 13,7 9,15 2002 18,3 17,6 20,6 13,9 12,5 6,4 7,3 9,8 9,7 15,8 16,6 17,7 8,30 2003 18,8 19,0 17,4 12,5 10,9 10,7 6,8 6,8 9,6 13,0 14,1 15,7 8,48 2004 19,0 16,8 15,2 15,7 9,0 9,5 7,4 8,5 11,1 11,0 15,0 17,7 9,13 2005 19,9 18,8 16,3 12,1 12,2 13,5 8,6 9,7 8,3 11,2 14,8 16,1 10,03 2006 20,5 18,6 16,2 13,5 7,6 10,1 10,8 7,0 8,0 14,4 15,7 18,3 8,98

Media mensual 19,18 18,32 17,03 14,19 10,88 9,29 7,92 8,74 9,53 13,31 14,87 16,88 8,87

TEMPERATURA MEDIA MENSUAL EN ºC AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC INV 1997 27,6 24,3 23,2 19,4 16,7 13,4 15,4 15,6 16,3 19,5 22,0 23,8 15,18 1998 23,8 23,6 20,5 18,2 15,9 13,0 13,8 13,7 14,5 19,4 21,3 23,0 13,75 1999 24,1 24,6 24,7 16,9 14,3 12,6 12,1 14,5 17,2 18,7 21,7 24,8 14,08 2000 26,8 25,1 21,9 20,2 15,1 13,9 10,0 13,8 15,6 19,1 20,1 23,7 13,33 2001 25,2 26,2 24,7 19,7 14,8 14,4 13,9 18,0 15,9 19,5 21,0 23,3 15,55 2002 25,2 23,9 25,0 18,4 17,6 12,0 12,3 15,6 15,7 20,7 22,0 23,2 13,89 2003 25,8 24,7 22,6 17,9 16,2 15,0 12,5 12,6 16,3 19,8 21,1 22,0 14,09 2004 26,1 23,6 22,9 21,2 13,9 14,3 12,9 14,8 17,3 18,4 20,9 24,6 14,80 2005 27,2 24,6 22,3 17,8 16,8 16,9 14,0 15,3 14,1 17,1 21,9 23,3 15,05 2006 27,1 25,1 22,9 20,0 13,7 14,5 15,9 13,2 15,3 20,8 21,4 24,5 14,70

Media mensual 25,88 24,55 23,05 18,96 15,49 14,00 13,26 14,70 15,81 19,29 21,33 23,61 14,44

TEMPERATURA MAXIMA MEDIA EN ºC AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC INV 1997 34,2 29,5 30,2 26,2 23,2 17,9 20,7 21,5 22,4 25,0 27,5 29,7 20,63 1998 29,1 28,2 25,6 22,3 21,1 18,3 18,6 19,1 20,7 26,3 28,2 29,5 19,18 1999 30,6 31,3 30,4 22,0 20,4 18,0 16,9 21,0 23,6 24,8 29,1 32,2 19,88 2000 33,9 31,4 28,0 24,9 19,4 17,9 15,1 19,7 21,4 23,9 25,9 30,1 18,53 2001 30,5 31,5 29,8 24,3 19,8 18,4 19,0 23,7 21,0 24,0 27,0 29,9 20,53 2002 32,1 30,2 29,3 22,9 22,7 17,6 17,3 21,3 21,7 25,6 27,4 28,7 19,48 2003 32,8 30,3 27,7 23,3 21,5 19,3 18,2 18,3 23,0 26,5 28,1 28,2 19,70 2004 33,1 30,3 30,6 26,6 18,8 19,1 18,3 21,0 23,5 25,8 26,8 31,5 20,48 2005 34,5 30,3 28,3 23,4 21,3 20,3 19,3 20,9 19,8 23,0 28,9 30,4 20,08 2006 33,7 31,5 29,5 26,5 19,8 18,9 20,9 19,4 22,5 27,1 27,0 30,6 20,43

Media mensual 32,45 30,45 28,94 24,24 20,80 18,57 18,43 20,59 21,96 25,20 27,59 30,08 19,89

Page 6: SUMARIO ANEXOS

Página 6 de 84 Anexos

HUMEDAD RELATIVA MEDIA MENSUAL EN % AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC INV 1997 58 72 61 68 71 71 75 73 70 72 71 69 72,39 1998 75 76 80 81 79 82 84 78 72 70 64 65 79,00 1999 69 70 72 79 79 82 79 63 63 65 48 47 71,75 2000 55 59 66 77 81 85 74 70 72 74 63 62 75,25 2001 74 73 74 78 85 82 80 70 71 76 66 63 75,75 2002 61 63 76 77 78 74 74 66 65 75 69 68 69,75 2003 63 68 74 75 74 82 69 67 59 62 62 62 69,25 2004 59 60 61 69 76 79 66 65 61 56 66 56 67,75 2005 54 62 59 72 82 87 80 75 72 69 60 52 78,50 2006 57 59 62 63 71 76 75 69 61 64 64 66 70,25

Media mensual 62,54 66,23 68,45 73,92 77,62 80,02 75,65 69,62 66,57 68,30 63,30 60,95 72,96

VELOCIDAD MEDIA DEL VIENTO EN KM/H) AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC INV 1997 7,7 8,3 8,0 8,4 9,3 * 12,7 12,7 10,1 12,6 12,2 11,4 11,83 1998 11,1 11,7 9,8 6,3 9,3 8,1 8,0 9,4 11,7 10,7 10,7 12,4 9,30 1999 11,8 9,3 10,2 10,5 9,3 10,4 9,3 13,1 12,2 11,8 13,0 13,3 11,24 2000 10,0 10,0 9,4 8,9 9,8 10,4 10,5 8,7 10,5 10,7 8,9 8,0 10,04 2001 6,8 8,7 7,8 8,7 8,9 10,2 11,1 8,9 11,5 11,1 9,4 8,5 10,41 2002 9,6 11,5 11,3 7,6 9,4 8,9 10,2 13,3 10,9 12,2 11,7 10,2 10,82 2003 8,0 7,8 7,0 8,0 8,5 7,0 8,0 10,9 12,2 10,7 11,1 9,4 9,53 2004 9,3 8,0 7,2 8,3 6,3 7,4 10,9 9,8 11,8 10,2 10,2 10,0 9,99 2005 8,5 9,4 8,9 9,3 13,3 12,6 13,7 16,3 13,9 14,6 14,1 14,6 14,11 2006 15,0 11,7 11,1 10,9 10,5 12,6 15,0 11,8 14,8 15,4 14,8 12,2 13,55

Media mensual 9,78 9,62 9,07 8,68 9,46 9,72 10,93 11,50 11,96 12,01 11,60 11,00 11,03

Page 7: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 7 de 84

A.3 Fotos Termas del Daymán

Fuente: EL PAIS y sus 19 departamentos: SALTO. Fascículo de EL PAIS – TESTONI

STUDIOS, Montevideo, 2006

Page 8: SUMARIO ANEXOS

Página 8 de 84 Anexos

Fuente: EL PAIS y sus 19 departamentos: SALTO. Fascículo de EL PAIS – TESTONI

STUDIOS, Montevideo, 2006

Page 9: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 9 de 84

B ANEXO. MODELIZACIÓN DEL COMPLEJO

B.1 Cálculo de necesidades térmicas

B.1.1 Datos de partida

B.1.1.1 Datos Termas del Daymán

Como se tienen definidas las condiciones de Ta y HR% se podrá determinar la humedad absoluta

a la temperatura del aire ambiente Xa mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes

valores:

Datos Termas del Daymán Temperatura ambiente diurna Tad 16,10 ºC 289,25 K Temperatura ambiente nocturna Tan 10,42 ºC 283,57 K Humedad Relativa HR% 75,65 % Velocidad del aire v 10,93 km/h 3,04 m/s Calor latente de vaporización del agua hfg 626,94 W·h/kg Temperatura de entrada del agua termal en pileta Ti 45,00 ºC 318,15 K Densidad del agua ρag 999,20 kg/m3 Calor específica del agua Cp 4,19 KJ/kg·K Radiación Solar Global ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. H 112,50 W/m2 Humedad absoluta a la T aire ambiente diurna Xa día 0,0089 kg vapor/kg aire seco Humedad absoluta a la T aire ambiente nocturna Xa noche 0,0059 kg vapor/kg aire seco

Para encontrar la temperatura ambiente diurna (Tad) y la temperatura ambiente nocturna (Tan) se

utilizarán las siguientes fórmulas:

Tad =Tmedia + 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. B.1)

Tan =Tmedia − 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. B.2)

Donde:

Tmedia Temperatura media 13,26 ºC

Page 10: SUMARIO ANEXOS

Página 10 de 84 Anexos

TM Temperatura media máxima 18,43 ºC

Tm Temperatura media mínima 7,92 ºC

B.1.1.2 Datos de las piletas

Como se tienen definidas la temperatura en cada piscina y la HR% se podrá determinar la a

humedad absoluta en saturación a la temperatura del agua de cada piscina Xs mediante el

diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores:

Datos de las piletas P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

T diurna ºC 40,00 34,00 36,00 38,00 36,00 36,00 36,00 33,00 33,00 T diurna K 313,15 307,15 309,15 311,15 309,15 309,15 309,15 306,15 306,15 T nocturna ºC 38,00 32,00 34,00 36,00 34,00 34,00 34,00 31,00 31,00 T nocturna K 311,15 305,15 307,15 309,15 307,15 307,15 307,15 304,15 304,15 Profundidad 1,40 0,60 1,50 1,15 1,50 1,40 1,40 1,60 0,60 Volumen (v) 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 405,00 36,00 Lámina de agua (S)

45,59 146,35 94,83 92,17 227,33 181,84 145,00 253,13 60,00

Sup. solera y paredes (Ssp)

42,70 33,90 56,55 43,35 109,28 86,03 73,15 88,44 16,97

Xs día 0,0485 0,0343 0,0382 0,0433 0,0382 0,0382 0,0382 0,0322 0,0322 Xs noche 0,0433 0,0302 0,0343 0,0382 0,0343 0,0343 0,0343 0,0288 0,0288

B.1.1.3 Ocupación

El horario del balneario es de las 7 de la mañana a las 23 de la noche. El complejo llega a

albergar a 5.000 personas en su día de máxima ocupación, alcanzando una ocupación en pileta de

3.000 personas en su horario de máxima afluencia [9]:

Ocupación máxima existente (Ne) 3.000 personas 60% Ocupación más espectadores 4.000 personas 80% Ocupación total 5.000 personas 100%

Con el índice de ocupación (IO), extraído de los registros del complejo, se puede distribuir la

ocupación en los siguientes 7 períodos aplicando la fórmula:

Page 11: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 11 de 84

Stotal

NeSIO N

⋅⋅= (Ec. B.3)

Donde:

IO Índice de Ocupación

S Lámina de agua m3

Ne Ocupación máxima existente personas

Ocupación IO P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total H

0,20 N1 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 4 0,50 N2 54,88 176,15 114,13 110,94 273,62 218,87 174,52 304,67 72,22 1.500 4 1,00 N3 109,75 352,30 228,27 221,88 547,24 437,74 349,05 609,33 144,43 3.000 2

0,75 N4 82,31 264,22 171,20 166,41 410,43 328,30 261,79 457,00 108,33 2.250 2

0,50 N5 54,88 176,15 114,13 110,94 273,62 218,87 174,52 304,67 72,22 1.500 2 0,20 N6 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 2 0,00 N7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 8

Siendo N7 el horario nocturno durante el cual el que el balneario permanece cerrado al público.

B.1.2 Pérdidas y ganancias de calor

Para conocer la demanda de agua del complejo termal es necesario conocer cuales son sus

pérdidas totales de calor (Qt). Para ello se usará la siguiente expresión:

Qt = Qe + Qr - Qs + Qc + Qk kW (Ec. B.4)

Donde:

Qe Pérdidas por evaporación kW

Qr Pérdidas por radiación kW

Qs Ganancia por radiación solar kW

Qc Pérdidas por convección kW

Qk Pérdidas por conducción kW

Page 12: SUMARIO ANEXOS

Página 12 de 84 Anexos

B.1.2.1 Pérdidas de calor por evaporación

La pérdida de calor debida a la evaporación del agua se puede encontrar mediante la expresión:

Qe = hfg⋅ Me

1000 (kW) (Ec. B.5)

Donde:

hfg Calor latente de vaporización del agua W·h/kg

Me Caudal horario evaporado kg/h

El caudal horario evaporado (Me) se determina mediante la expresión:

Me = 9⋅ Xs - Xa( )⋅ (1+ v

1,2) ⋅S+ 0,42⋅ N + 0,08⋅ n (kg/h) (Ec. B.6)

Donde:

Xs Humedad absoluta en saturación a la Tª del agua de la piscina kg vapor/kg aire seco

Xa Humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente kg vapor/kg aire seco

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

S Superficie del agua m2

N Número de bañistas considerados por hora bañistas

n Número de espectadores. Se define n = 0 ya estos solo tienen una repercusión en piletas

cerrados, en el caso de piletas al aire libre estos no influyen en la evaporación.

Se define n=0 ya que no existen espectadores.

Ahora ya se puede calcular el caudal horario evaporado en función de los distintos periodos de

ocupación:

Page 13: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 13 de 84

Caudal horario evaporado P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Me1 66,57 147,67 107,43 119,36 257,55 206,01 164,27 238,53 56,54 1.363,92 Me2 80,40 192,06 136,19 147,31 326,50 261,17 208,25 315,30 74,74 1.741,92 Me3 103,45 266,04 184,13 193,91 441,42 353,09 281,55 443,26 105,07 2.371,92 Me4 91,92 229,05 160,16 170,61 383,96 307,13 244,90 379,28 89,90 2.056,92 Me5 77,21 186,95 133,48 141,17 320,00 255,97 204,11 312,08 73,98 1.704,94 Me6 63,38 142,56 104,72 113,21 251,05 200,81 160,13 235,31 55,78 1.326,94 Me7 54,16 112,96 85,54 94,57 205,08 164,04 130,81 184,13 43,64 1.074,94

Con el caudal horario se pueden calcular las pérdidas de calor por evaporación:

Pérdidas por Evaporación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qe1 41,74 92,58 67,35 74,83 161,47 129,16 102,99 149,54 35,45 855,10 Qe2 50,41 120,41 85,38 92,36 204,70 163,74 130,56 197,68 46,86 1.092,09 Qe3 64,86 166,79 115,44 121,57 276,75 221,37 176,52 277,90 65,87 1.487,06 Qe4 57,63 143,60 100,41 106,96 240,72 192,55 153,54 237,79 56,36 1.289,58 Qe5 48,41 117,21 83,69 88,50 200,62 160,48 127,96 195,66 46,38 1.068,90 Qe6 39,74 89,38 65,65 70,98 157,39 125,90 100,39 147,53 34,97 831,92 Qe7 33,96 70,82 53,63 59,29 128,57 102,85 82,01 115,44 27,36 673,93

B.1.2.2 Pérdidas de calor por radiación

Para calcular esta pérdida se puede aplicar la ecuación de Stefan-Boltzmann:

1000

S Qr

44 )Τ−Τ(⋅⋅⋅= sagσε (kW) (Ec. B.7)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

ε Emisividad del agua 0,96

σ Constante de Stefan-Boltzmann 5,67E-08 W/m2·K4

Tag Temperatura del agua K

Ts Temperatura de la superficie K

Page 14: SUMARIO ANEXOS

Página 14 de 84 Anexos

Las pérdidas con las paredes y suelo de la pileta pueden considerarse menospreciables. Así se

calculará únicamente la radiación con la superficie de la pileta. Para calcular la Ts se puede

aplicar la fórmula de Smith et al ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

4

1

250

273,15)-(Tag 0,8Tag Ts

+⋅= (K) (Ec. B.8)

Donde:

Tag Temperatura del agua K

Temperatura de la superficie P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Ts día 286,31 284,50 285,11 285,71 285,11 285,11 285,11 284,20 284,20 Ts noche 280,11 278,32 278,92 279,52 278,92 278,92 278,92 278,02 278,02

Estas pérdidas dependen únicamente de la temperatura de la pileta del día y de la noche:

Pérdidas por radiación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qr día 7,19 18,71 13,04 13,59 31,26 25,01 19,94 31,15 7,38 167,29 Qr noche 7,98 21,27 14,70 15,20 35,24 28,19 22,48 35,59 8,44 189,08

B.1.2.3 Ganancia de calor por radiación solar

La fórmula que se usará es la siguiente ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

1000

S Qs

Η⋅⋅= α (kW) (Ec. B.9)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

α Coeficiente de absorción 0,85

H Radiación Solar Global W/m2

Page 15: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 15 de 84

Ganancia por radiación solar P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qs 4,36 13,99 9,07 8,81 21,74 17,39 13,87 24,21 5,74 119,17

B.1.2.4 Pérdidas de calor por convección

Para este calcula se usará la siguiente ecuación:

1000

Ta)-(TaghcS Qc

⋅⋅= (kW) (Ec. B.10)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

hc Coeficiente de transferencia de calor por convección W/m2·K

Tag Temperatura del agua K

Ta Temperatura ambiente K

Para calcular la hc se puede utilizar la siguiente expresión:

hc = 2,8 +3,0 ⋅ v (W/m2·K) (Ec. B.11)

Donde:

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

Pérdidas por convección P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qc día 12,97 31,19 22,47 24,04 53,87 43,09 34,36 50,94 12,07 285,00 Qc noche 14,97 37,60 26,62 28,07 63,82 51,05 40,70 62,01 14,70 339,53

B.1.2.5 Pérdidas de calor por conducción

Para determinar las pérdidas de calor del vaso se utilizará la siguiente expresión:

Page 16: SUMARIO ANEXOS

Página 16 de 84 Anexos

Qk = Ssp ⋅ Ksp ⋅ (Tag - Tadn)

1000 (kW) (Ec. B.12)

Donde:

Ksp Coeficiente de transmisión de calor de la solera (1,05) y las paredes (0,35) W/m2·K

Ssp Superficie de la solera y paredes m2

Tag Temperatura del agua K

Tadn Temperatura ambiente día y noche K

Pérdidas por conducción P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qk día 1,50 2,96 2,38 2,45 5,51 4,40 3,54 5,02 1,17 28,92 Qk noche 1,73 3,57 2,81 2,86 6,53 5,21 4,19 6,11 1,42 34,44

B.1.2.6 Pérdidas totales de calor

Aplicando la ecuación B4 se obtienen las pérdidas totales de calor:

Pérdidas Totales kW P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qt1 59,04 131,45 96,17 106,10 230,37 184,27 146,96 212,45 50,33 1.217,14 Qt2 67,71 159,28 114,20 123,62 273,60 218,84 174,54 260,58 61,74 1.454,13 Qt3 82,16 205,67 144,26 152,84 345,65 276,48 220,49 340,80 80,76 1.849,10 Qt4 74,94 182,47 129,23 138,23 309,63 247,66 197,51 300,69 71,25 1.651,61 Qt5 73,09 179,64 127,82 134,64 306,21 244,92 195,34 299,37 70,93 1.631,96 Qt6 64,42 151,81 109,79 117,11 262,98 210,34 167,76 251,23 59,52 1.394,97 Qt7 58,64 133,26 97,76 105,43 234,16 187,29 149,38 219,14 51,92 1.236,98

B.1.2.7 Energía perdida total

Para hacer el cálculo de la energía perdida total se tienen que multiplicar los anteriores cálculos

referentes a la potencia por las horas que duran los índices de ocupación, de esta manera se

conoce la energía pérdida durante los periodos de ocupación:

Page 17: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 17 de 84

Energía Perdida Total kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Et1 236,16 525,81 384,69 424,39 921,50 737,06 587,85 849,78 201,33 4.868,57 Et2 270,84 637,13 456,81 494,50 1.094,41 875,38 698,15 1.042,32 246,97 5.816,51 Et3 164,32 411,33 288,51 305,68 691,31 552,95 440,98 681,61 161,52 3.698,20 Et4 149,87 364,95 258,46 276,46 619,26 495,32 395,03 601,38 142,50 3.303,23 Et5 146,19 359,29 255,64 269,28 612,42 489,85 390,67 598,73 141,86 3.263,92 Et6 128,85 303,63 219,57 234,22 525,96 420,69 335,53 502,46 119,04 2.789,95 Et7 469,15 1.066,09 782,11 843,41 1.873,27 1.498,33 1.195,05 1.753,14 415,33 9.895,87

Si se analiza ahora las pérdidas energéticas según su tipo se puede ver fácilmente que las

pérdidas debidas a la evaporación son las más importantes:

Energía Perdida Total según tipo kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Ee 1.061,49 2.452,51 1.770,38 1.919,10 4.244,23 3.394,94 2.707,10 4.030,11 955,29 22.535,15 Er 182,07 479,74 332,89 345,55 798,05 638,36 509,02 800,88 189,84 4.276,39 Es -52,32 -167,94 -108,81 -105,77 -260,87 -208,66 -166,39 -290,46 -68,85 -1.430,07 Ec 335,33 825,49 589,06 625,26 1.412,19 1.129,61 900,74 1.355,43 321,29 7.494,39

Ek 38,81 78,42 62,28 63,79 144,50 115,33 92,80 133,46 31,01 760,39

B.1.3 Ahorro de agua

B.1.3.1 Demanda de agua durante el régimen permanente

Para conocer la demanda se buscará el volumen de agua necesario para mantener la temperatura

y cubrir las pérdidas de calor. Así, se produce un intercambio de temperatura entre dos fluidos, el

agua de la pileta y el agua proveniente del pozo infrabasáltico, un fenómeno de conducción

térmica que responde a la siguiente ecuación:

Et ⋅ 3600= Vag ⋅ ρag ⋅ Cp ⋅ (Ti - Tag) (kWh) (Ec. B.13)

Donde:

Et Energía perdida total o Necesidad energética total kWh

Page 18: SUMARIO ANEXOS

Página 18 de 84 Anexos

Vag Volumen del agua de entrada m3

ρag Densidad del agua kg/m3

Cp Calor específica del agua kJ/kg·K

S Superficie laminar de la pileta m2

Ti Temperatura de entrada a la pileta K

Tag Temperatura del agua de la pileta K

A partir de esta fórmula se pueden conocer los volúmenes de agua de entrada:

Demanda de agua P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

V1 40,61 41,10 36,75 52,13 88,04 70,42 56,16 60,89 14,43 460,55 V2 46,58 49,80 43,64 60,74 104,56 83,64 66,70 74,69 17,70 548,06 V3 28,26 32,15 27,57 37,55 66,05 52,83 42,13 48,84 11,57 346,95 V4 25,77 28,53 24,69 33,96 59,16 47,32 37,74 43,09 10,21 310,49 V5 17,96 23,76 19,98 25,73 47,87 38,29 30,54 36,77 8,71 249,62 V6 15,83 20,08 17,16 22,38 41,11 32,89 26,23 30,86 7,31 213,85 V7 57,63 70,52 61,14 80,58 146,43 117,13 93,42 107,68 25,51 760,03

Dividiendo por las horas que dura cada período de ocupación se obtienen los caudales de

entrada necesarios para mantener la temperatura (m3/h):

Caudal de agua necesario P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total C1 10,15 10,28 9,19 13,03 22,01 17,61 14,04 15,22 3,61 115,14 C2 11,64 12,45 10,91 15,19 26,14 20,91 16,68 18,67 4,42 137,01 C3 14,13 16,08 13,78 18,77 33,02 26,42 21,07 24,42 5,79 173,48 C4 12,89 14,26 12,35 16,98 29,58 23,66 18,87 21,55 5,11 155,25 C5 8,98 11,88 9,99 12,86 23,94 19,15 15,27 18,39 4,36 124,81 C6 7,91 10,04 8,58 11,19 20,56 16,44 13,11 15,43 3,66 106,93 C7 7,20 8,81 7,64 10,07 18,30 14,64 11,68 13,46 3,19 95,00

B.1.3.2 Demanda de agua durante el régimen transitorio

Las piletas no siguen un mismo ciclo sino que en función de su temperatura y uso hay tres ciclos

diferentes:

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada día: 3 y 4

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada de tres días: 1, 2, 5, 6, 7 y 8

Page 19: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 19 de 84

• La pileta 9 también tienen un ciclo de tres días pero debido a su gran tamaño al día

siguiente del vaciado completo permanece cerrada.

Por otro lado hay distintos mantenimientos de las piletas:

• Rellenado completo: cuando se vacía completamente la piscina.

• Rellenado parcial. El vaciado es parcial puesto que sólo se realiza un tratamiento de cloro

por disolución. Así, el mantenimiento de piletas 1 y 2 es un vaciado del 50% de su

volumen, y para las piletas 5, 6, 7, 8 y 9 será del 33%.

• Rellenado completo pileta 8. Debido a su gran tamaño el vaciado y llenado se realiza

durante la tarde y la noche, pudiéndose establecer un 50% del volumen en cada período.

• Rellenado por pérdida de temperatura. Se ajusta al valor V7 calculado.

Así, cuando V7 es mayor que el rellenado parcial se elige para el período nocturno.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 V rellenado completo 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 202,50 36,00 V rellenado parcial 31,92 43,91 - - 113,67 84,86 67,67 135,00 12,00 V7 57,63 70,52 61,14 80,58 146,43 117,13 93,42 107,68 25,51

El ciclo de rellenado durará tres días y su optimización se describe a continuación:

Ciclo de rellenado óptimo P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Día 1 63,83 87,81 142,24 106,00 146,43 254,58 93,42 135,00 36,00 1.065,31 Día 2 57,63 70,52 142,24 106,00 146,43 117,13 203,00 202,50 25,51 1.070,95 Día 3 57,63 70,52 142,24 106,00 341,00 117,13 93,42 135,00 25,51 1.088,44

Se identifica el día 3 como día crítico, así el nuevo caudal del régimen transitorio en función de

los periodos de ocupación es:

Page 20: SUMARIO ANEXOS

Página 20 de 84 Anexos

Caudal Ajustado de agua m3/h P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Volumen C1 10,15 10,28 9,19 13,03 22,01 17,61 14,04 15,22 3,61 115,14 460,55 C2 11,64 12,45 10,91 15,19 26,14 20,91 16,68 18,67 4,42 137,01 548,06 C3 14,13 16,08 13,78 18,77 33,02 26,42 21,07 24,42 5,79 173,48 346,95 C4 12,89 14,26 12,35 16,98 29,58 23,66 18,87 21,55 5,11 155,25 310,49 C5 8,98 11,88 9,99 12,86 23,94 19,15 15,27 18,39 4,36 124,81 249,62 C6 7,91 10,04 8,58 11,19 20,56 16,44 13,11 15,43 3,66 106,93 213,85 C7 7,20 8,81 17,78 13,25 42,63 14,64 11,68 16,88 3,19 136,05 1.088,44

Estos caudales nos permiten encontrar la temperatura de salida del agua del balneario, haciendo

la media del volumen subministrado en cada pileta y su temperatura:

VTotal

Tag VagTsal ∑

⋅= (Ec. B.14)

Donde:

Vag Volumen del agua de entrada m3

Tag Temperatura del agua de la pileta K

VTotal Volumen total del agua de entrada m3

Tsal 308,03 K 34,88 ºC

Por otro lado, al tratarse de agua termal esta renovación debe responder tanto al mantenimiento

de la temperatura como a medidas sanitarias. Así con lo que este mismo mantenimiento de la

temperatura asegura una renovación mínima sanitariamente correcta pues esta es mayor al 5%

del volumen [14], llegándose a realizar más de una renovación total de cada pileta al día.

Renovación de piscinas por mantenimiento de la temperatura día más crítico P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 3,64 3,03 2,19 3,19 2,19 1,74 1,74 1,06 2,65

Page 21: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 21 de 84

B.1.3.3 Demanda de los servicios de las Termas del Daymán

En el complejo también se encuentra un consumo de agua debido al riego del césped. Éste tiene

un consumo de 30 m3/día, dura 14 horas y se riega por sectores. En el comedor, en cambio,

funciona casi exclusivamente en temporada alta y recibe un caudal de 10 m3/día concentrado en

N2 [10]. Los demás usos se encuentran en la siguiente tabla:

Otros consumos

Termal usos por persona

consumo m3/uso

Consumo total por día (m3/día)

Comedor si 10,00 Riego no 30,00 Duchas exteriores si 2,00 0,01 100,00 Duchas vestuarios si 1,00 0,04 200,00 Cisternas no 1,25 0,02 93,75 Lavatorios no 1,00 0,00 7,50

Para el uso de las duchas de los vestuarios se ha establecido este índice de uso respeto a la

ocupación total:

Índice de uso duchas vestuarios N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 0,05 0,10 0,25 0,25 0,20 0,15 0,00

B.1.3.4 Demandas provenientes de otros complejos

Demandas provenientes de otros complejos C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00

B.1.4 Dimensionado de todo el complejo termal

Las siguientes tablas muestran el modelaje de todo el complejo:

Page 22: SUMARIO ANEXOS

Página 22 de 84 Anexos

Distribución no termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 800 2.000 4.000 3.000 2.000 800 0 Riego - - - - 2,50 2,50 2,50 30,00 Cisternas 1,49 3,72 14,88 11,16 7,44 2,98 - 93,75 Lavatorios 0,12 0,30 1,19 0,89 0,60 0,24 - 7,50 Total consumo 1,61 4,02 16,07 12,05 10,54 5,71 2,50 131,25 Somero 1 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 480,00 Somero 2 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 264,00 Total producción 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 744,00 Diferencia 29,39 26,98 14,93 18,95 20,46 25,29 28,50 612,75

Distribución termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 800 2.000 4.000 3.000 2.000 800 0 Piletas 115,14 137,01 173,48 155,25 124,81 106,93 136,05 3.217,96 Comedor - 2,50 - - - - - 10,00 Duchas exteriores 1,59 3,97 15,87 11,90 7,94 3,17 - 100,00 Duchas vestuarios 2,50 5,00 25,00 25,00 20,00 15,00 - 200,00 La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00 Total consumo 146,90 169,91 235,78 213,58 194,18 145,10 156,05 4.092,96 Daymán 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.320,00 Depósito comedor - 1,25 - - - - - 5,00 Total producción 180,00 181,25 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.325,00 Diferencia 33,10 11,34 -55,78 -33,58 -14,18 34,90 23,95 232,04

Page 23: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 23 de 84

B.2 Cálculo de necesidades térmicas en invierno

B.2.1 Datos de partida

B.2.1.1 Datos Termas del Daymán

Como se tienen definidas las condiciones de Ta y HR% se podrá determinar la humedad absoluta

a la temperatura del aire ambiente Xa mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes

valores:

Datos Termas del Daymán Temperatura ambiente diurna Tad 17,42 ºC 290,57 K Temperatura ambiente nocturna Tan 11,46 ºC 284,61 K Humedad Relativa HR% 72,96 % Velocidad del aire v 11,03 km/h 3,06 m/s Calor latente de vaporización del agua hfg 626,94 W·h/kg Temperatura de entrada del agua termal en pileta Ti 45,00 ºC 318,15 K Densidad del agua ρag 999,20 kg/m3 Calor específica del agua Cp 4,19 KJ/kg·K Radiación Solar Global H 133,33 W/m2 Humedad absoluta a la T aire ambiente diurna Xa día 0,0092 kg vapor/kg aire seco Humedad absoluta a la T aire ambiente nocturna Xa noche 0,0062 kg vapor/kg aire seco

Para encontrar la temperatura ambiente diurna (Tad) y la temperatura ambiente nocturna (Tan) se

utilizarán las siguientes fórmulas:

Tad =Tmedia + 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. B.15)

Tan =Tmedia − 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. B.16)

Donde:

Tmedia Temperatura media 14,44 ºC

TM Temperatura media máxima 19,89 ºC

Tm Temperatura media mínima 8,87 ºC

Page 24: SUMARIO ANEXOS

Página 24 de 84 Anexos

B.2.1.2 Datos de las piletas

Como se tienen definidas la temperatura en cada piscina y la HR% se podrá determinar la a

humedad absoluta en saturación a la temperatura del agua de cada piscina Xs mediante el

diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores:

Datos de las piletas P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

T diurna ºC 40,00 34,00 36,00 38,00 36,00 36,00 36,00 33,00 33,00 T diurna K 313,15 307,15 309,15 311,15 309,15 309,15 309,15 306,15 306,15 T nocturna ºC 38,00 32,00 34,00 36,00 34,00 34,00 34,00 31,00 31,00 T nocturna K 311,15 305,15 307,15 309,15 307,15 307,15 307,15 304,15 304,15 Profundidad 1,40 0,60 1,50 1,15 1,50 1,40 1,40 1,60 0,60 Volumen (v) 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 405,00 36,00 Lámina de agua (S)

45,59 146,35 94,83 92,17 227,33 181,84 145,00 253,13 60,00

Sup. solera y paredes (Ssp)

42,70 33,90 56,55 43,35 109,28 86,03 73,15 88,44 16,97

Xs día 0,0485 0,0343 0,0382 0,0433 0,0382 0,0382 0,0382 0,0322 0,0322 Xs noche 0,0433 0,0302 0,0343 0,0382 0,0343 0,0343 0,0343 0,0288 0,0288

B.2.1.3 Ocupación

La ocupación media del balneario en invierno es la siguiente [9]:

Ocupación máxima existente (Ne) 1.200,00 personas 60% Ocupación más espectadores 1.600,00 personas 80% Ocupación total 2.000,00 personas 100%

Con el índice de ocupación (IO), extraído de los registros del complejo, se puede distribuir la

ocupación en los siguientes 7 períodos aplicando la fórmula:

Stotal

NeSIO N

⋅⋅= (Ec. B.17)

Donde:

IO Índice de Ocupación

S Lámina de agua m3

Page 25: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 25 de 84

Ne Ocupación máxima existente personas

Ocupación IO P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total H

0,20 N1 8,78 28,18 18,26 17,75 43,78 35,02 27,92 48,75 11,55 240 4 0,50 N2 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 4 1,00 N3 43,90 140,92 91,31 88,75 218,90 175,10 139,62 243,73 57,77 1.200 2

0,75 N4 32,93 105,69 68,48 66,57 164,17 131,32 104,71 182,80 43,33 900 2 0,50 N5 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 2 0,20 N6 8,78 28,18 18,26 17,75 43,78 35,02 27,92 48,75 11,55 240 2 0,00 N7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 8

Siendo N7 el horario nocturno durante el cual el que el balneario permanece cerrado al público.

B.2.2 Pérdidas y ganancias de calor

Para conocer la demanda de agua del complejo termal es necesario conocer cuales son sus

pérdidas totales de calor (Qt). Para ello se usará la siguiente expresión:

Qt = Qe + Qr - Qs + Qc + Qk kW (Ec. B.18)

Donde:

Qe Pérdidas por evaporación kW

Qr Pérdidas por radiación kW

Qs Ganancia por radiación solar kW

Qc Pérdidas por convección kW

Qk Pérdidas por conducción kW

B.2.2.1 Pérdidas de calor por evaporación

La pérdida de calor debida a la evaporación del agua se puede encontrar mediante la expresión:

Qe = hfg⋅ Me

1000 (kW) (Ec. B.19)

Page 26: SUMARIO ANEXOS

Página 26 de 84 Anexos

Donde:

hfg Calor latente de vaporización del agua W·h/kg

Me Caudal horario evaporado kg/h

El caudal horario evaporado (Me) se determina mediante la expresión:

Me = 9⋅ Xs - Xa( )⋅ (1+ v

1,2) ⋅S+ 0,42⋅ N + 0,08⋅ n (kg/h) (Ec. B.20)

Donde:

Xs Humedad absoluta en saturación a la Tª del agua de la piscina kg vapor/kg aire seco

Xa Humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente kg vapor/kg aire seco

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

S Superficie del agua m2

N Número de bañistas considerados por hora bañistas

n Número de espectadores. Se define n = 0 ya estos solo tienen una repercusión en piletas

cerrados, en el caso de piletas al aire libre estos no influyen en la evaporación.

Se define n=0 ya que no existen espectadores.

Ahora ya se puede calcular el caudal horario evaporado en función de los distintos periodos de

ocupación:

Caudal horario evaporado P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Me1 60,99 129,31 95,61 107,97 229,22 183,35 146,20 206,65 48,98 1.208,28 Me2 66,52 147,06 107,12 119,15 256,80 205,41 163,79 237,36 56,26 1.359,48 Me3 75,74 176,66 126,29 137,79 302,76 242,18 193,11 288,55 68,40 1.611,48 Me4 71,13 161,86 116,70 128,47 279,78 223,80 178,45 262,95 62,33 1.485,48 Me5 63,31 141,92 104,39 112,96 250,25 200,18 159,62 234,12 55,50 1.322,25 Me6 57,78 124,16 92,88 101,78 222,67 178,11 142,03 203,41 48,22 1.171,05 Me7 54,09 112,32 85,21 94,32 204,29 163,41 130,30 182,94 43,36 1.070,25

Con el caudal horario se pueden calcular las pérdidas de calor por evaporación:

Page 27: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 27 de 84

Pérdidas por Evaporación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qe1 38,24 81,07 59,94 67,69 143,71 114,95 91,66 129,56 30,71 757,52 Qe2 41,70 92,20 67,16 74,70 161,00 128,78 102,69 148,81 35,27 852,32 Qe3 47,48 110,75 79,18 86,39 189,82 151,83 121,07 180,90 42,88 1.010,31 Qe4 44,59 101,48 73,17 80,54 175,41 140,31 111,88 164,86 39,08 931,31 Qe5 39,69 88,97 65,45 70,82 156,90 125,50 100,07 146,78 34,79 828,98 Qe6 36,23 77,84 58,23 63,81 139,60 111,67 89,04 127,53 30,23 734,18 Qe7 33,91 70,42 53,42 59,14 128,08 102,45 81,69 114,69 27,19 670,99

B.2.2.2 Pérdidas de calor por radiación

Para calcular esta pérdida se puede aplicar la ecuación de Stefan-Boltzmann:

1000

S Qr

44 )Τ−Τ(⋅⋅⋅= sagσε (kW) (Ec. B.21)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

ε Emisividad del agua 0,96

σ Constante de Stefan-Boltzmann 5,67E-08 W/m2·K4

Tag Temperatura del agua K

Ts Temperatura de la superficie K

Las pérdidas con las paredes y suelo de la pileta pueden considerarse menospreciables. Así se

calculará únicamente la radiación con la superficie de la pileta. Para calcular la Ts se puede

aplicar la fórmula de Smith et al:

4

1

250

273,15)-(Tag 0,8Tag Ts

+⋅= (K) (Ec. B.22)

Donde:

Tag Temperatura del agua K

Page 28: SUMARIO ANEXOS

Página 28 de 84 Anexos

Temperatura de la superficie P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Ts día 287,62 285,80 286,41 287,01 286,41 286,41 286,41 285,49 285,49 Ts noche 281,14 279,35 279,95 280,54 279,95 279,95 279,95 279,05 279,05

Estas pérdidas dependen únicamente de la temperatura de la pileta del día y de la noche:

Pérdidas por radiación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qr día 6,88 17,75 12,42 12,98 29,76 23,81 18,98 29,51 6,99 159,09 Qr noche 7,76 20,56 14,24 14,75 34,13 27,30 21,77 34,37 8,15 183,03

B.2.2.3 Ganancia de calor por radiación solar

La fórmula que se usará es la siguiente:

1000

S Qs

Η⋅⋅= α (kW) (Ec. B.23)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

α Coeficiente de absorción 0,85

H Radiación Solar Global W/m2

Ganancia por radiación solar P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qs 5,17 16,59 10,75 10,45 25,76 20,61 16,43 28,69 6,80 141,24

B.2.2.4 Pérdidas de calor por convección

Para este calcula se usará la siguiente ecuación:

1000

Ta)-(TaghcS Qc

⋅⋅= (kW) (Ec. B.24)

Donde:

Page 29: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 29 de 84

S Superficie laminar de la pileta m2

hc Coeficiente de transferencia de calor por convección W/m2·K

Tag Temperatura del agua K

Ta Temperatura ambiente K

Para calcular la hc se puede utilizar la siguiente expresión:

hc = 2,8 +3,0 ⋅ v (W/m2·K) (Ec. B.25)

Donde:

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

Pérdidas por convección P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qc día 12,35 29,11 21,13 22,75 50,66 40,53 32,31 47,31 11,21 267,36 Qc noche 14,51 36,04 25,63 27,12 61,43 49,14 39,18 59,30 14,06 326,40

B.2.2.5 Pérdidas de calor por conducción

Para determinar las pérdidas de calor del vaso se utilizará la siguiente expresión:

Qk = Ssp ⋅ Ksp ⋅ (Tag - Tadn)

1000 (kW) (Ec. B.26)

Donde:

Ksp Coeficiente de transmisión de calor de la solera (1,05) y las paredes (0,35) W/m2·K

Ssp Superficie de la solera y paredes m2

Tag Temperatura del agua K

Tadn Temperatura ambiente día y noche K

Pérdidas por conducción P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qk día 1,42 2,75 2,22 2,30 5,15 4,11 3,31 4,62 1,07 26,95 Qk noche 1,67 3,40 2,69 2,75 6,24 4,98 4,01 5,80 1,35 32,88

Page 30: SUMARIO ANEXOS

Página 30 de 84 Anexos

B.2.2.6 Pérdidas totales de calor

Aplicando la ecuación B4 se obtienen las pérdidas totales de calor:

Pérdidas Totales kW P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qt1 53,72 114,09 84,96 95,28 203,52 162,78 129,83 182,31 43,19 1.069,68 Qt2 57,19 125,22 92,18 102,29 220,81 176,61 140,86 201,56 47,76 1.164,47 Qt3 62,97 143,77 104,20 113,98 249,63 199,67 159,24 233,65 55,36 1.322,46 Qt4 60,08 134,49 98,19 108,14 235,22 188,14 150,05 217,61 51,56 1.243,47 Qt5 63,63 148,97 108,00 115,44 258,70 206,92 165,04 246,25 58,34 1.371,29 Qt6 60,16 137,84 100,79 108,43 241,41 193,09 154,01 226,99 53,78 1.276,49 Qt7 57,85 130,42 95,98 103,75 229,88 183,87 146,65 214,16 50,74 1.213,30

B.2.2.7 Energía perdida total

Para hacer el cálculo de la energía perdida total se tienen que multiplicar los anteriores cálculos

referentes a la potencia por las horas que duran los índices de ocupación, de esta manera se

conoce la energía pérdida durante los periodos de ocupación:

Energía Perdida Total kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Et1 214,87 456,34 339,85 381,13 814,06 651,13 519,32 729,23 172,77 4.278,71 Et2 228,74 500,87 368,70 409,17 883,23 706,46 563,44 806,24 191,02 4.657,88 Et3 125,93 287,54 208,40 227,96 499,26 399,33 318,48 467,30 110,72 2.644,92 Et4 120,15 268,99 196,37 216,27 470,44 376,28 300,10 435,21 103,12 2.486,93 Et5 127,25 297,95 216,00 230,88 517,40 413,85 330,07 492,49 116,68 2.742,57 Et6 120,32 275,69 201,57 216,85 482,82 386,18 308,01 453,98 107,56 2.552,98 Et7 462,77 1.043,37 767,81 830,02 1.839,06 1.470,97 1.173,22 1.713,25 405,89 9.706,36

Si se analiza ahora las pérdidas energéticas según su tipo se puede ver fácilmente que las

pérdidas debidas a la evaporación son las más importantes:

Page 31: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 31 de 84

Energía Perdida Total según tipo kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Ee 927,06 2.014,55 1.487,83 1.645,79 3.566,86 2.853,11 2.275,05 3.271,19 775,39 18.816,82 Er 175,69 459,76 319,84 332,76 766,76 613,33 489,06 766,49 181,69 4.105,37

Es -62,01 -199,04 -128,96 -125,36 -309,17 -247,31 -197,20 -344,25 -81,60 -1.694,89 Ec 322,27 781,74 561,11 598,46 1.345,17 1.075,99 857,99 1.279,24 303,23 7.125,19 Ek 37,03 73,73 58,90 60,62 136,66 109,07 87,76 125,06 29,05 717,87

B.2.3 Ahorro de agua

B.2.3.1 Demanda de agua durante el régimen permanente

Para conocer la demanda se buscará el volumen de agua necesario para mantener la temperatura

y cubrir las pérdidas de calor. Así, se produce un intercambio de temperatura entre dos fluidos, el

agua de la pileta y el agua proveniente del pozo infrabasáltico, un fenómeno de conducción

térmica que responde a la siguiente ecuación:

Et ⋅ 3600= Vag ⋅ ρag ⋅ Cp ⋅ (Ti - Tag) (kWh) (Ec. B.27)

Donde:

Et Energía perdida total o Necesidad energética total kWh

Vag Volumen del agua de entrada m3

ρag Densidad del agua kg/m3

Cp Calor específica del agua kJ/kg·K

S Superficie laminar de la pileta m2

Ti Temperatura de entrada a la pileta K

Tag Temperatura del agua de la pileta K

A partir de esta fórmula se pueden conocer los volúmenes de agua de entrada:

Page 32: SUMARIO ANEXOS

Página 32 de 84 Anexos

Demanda de agua P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total V1 36,95 35,67 32,47 46,82 77,78 62,21 49,62 52,25 12,38 406,15 V2 39,34 39,15 35,23 50,26 84,39 67,50 53,83 57,77 13,69 441,15 V3 21,66 22,48 19,91 28,00 47,70 38,15 30,43 33,49 7,93 249,75 V4 20,66 21,03 18,76 26,57 44,95 35,95 28,67 31,19 7,39 235,16 V5 15,63 19,71 16,88 22,06 40,45 32,35 25,80 30,25 7,17 210,30 V6 14,78 18,24 15,76 20,72 37,74 30,19 24,08 27,88 6,61 195,99 V7 58,71 71,73 62,22 82,05 149,04 119,21 95,08 109,51 25,94 773,48

Dividiendo por las horas que dura cada período de ocupación se obtienen los caudales de

entrada necesarios para mantener la temperatura (m3/h):

Caudal de agua necesario P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total C1 9,24 8,92 8,12 11,70 19,44 15,55 12,40 13,06 3,09 101,54 C2 9,83 9,79 8,81 12,57 21,10 16,87 13,46 14,44 3,42 110,29 C3 10,83 11,24 9,96 14,00 23,85 19,08 15,21 16,74 3,97 124,87 C4 10,33 10,51 9,38 13,28 22,47 17,98 14,34 15,59 3,69 117,58 C5 7,82 9,85 8,44 11,03 20,22 16,18 12,90 15,12 3,58 105,15 C6 7,39 9,12 7,88 10,36 18,87 15,09 12,04 13,94 3,30 97,99 C7 7,11 8,63 7,50 9,91 17,97 14,37 11,46 13,15 3,12 93,22

B.2.3.2 Demanda de agua durante el régimen transitorio

Las piletas no siguen un mismo ciclo sino que en función de su temperatura y uso hay tres ciclos

diferentes ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada día: 3 y 4

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada de tres días: 1, 2, 5, 6, 7 y 8

• La pileta 9 también tienen un ciclo de tres días pero debido a su gran tamaño al día

siguiente del vaciado completo permanece cerrada.

Por otro lado hay distintos mantenimientos de las piletas ¡Error! No se encuentra el origen de

la referencia.:

• Rellenado completo: cuando se vacía completamente la piscina.

• Rellenado parcial. El vaciado es parcial puesto que sólo se realiza un tratamiento de cloro

por disolución. Así, el mantenimiento de piletas 1 y 2 es un vaciado del 50% de su

volumen, y para las piletas 5, 6, 7, 8 y 9 será del 33%.

Page 33: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 33 de 84

• Rellenado completo pileta 8. Debido a su gran tamaño el vaciado y llenado se realiza

durante la tarde y la noche, pudiéndose establecer un 50% del volumen en cada período.

• Rellenado por pérdida de temperatura. Se ajusta al valor V7 calculado.

Así, cuando V7 es mayor que el rellenado parcial se elige para el período nocturno.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 V rellenado completo 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 202,50 36,00 V rellenado parcial 31,92 43,91 - - 113,67 84,86 67,67 135,00 12,00 V7 56,85 69,01 60,02 79,30 143,76 114,99 91,71 105,23 24,93

El ciclo de rellenado durará tres días y su optimización se describe a continuación:

Ciclo de rellenado óptimo P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Día 1 63,83 87,81 142,24 106,00 143,76 254,58 91,71 135,00 36,00 1.060,93 Día 2 56,85 69,01 142,24 106,00 143,76 114,99 203,00 202,50 24,93 1.063,28 Día 3 56,85 69,01 142,24 106,00 341,00 114,99 91,71 135,00 24,93 1.081,73

Se identifica el día 3 como día crítico, así el nuevo caudal del régimen transitorio en función de

los periodos de ocupación es:

Caudal Ajustado de agua m3/h P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Volumen C1 9,24 8,92 8,12 11,70 19,44 15,55 12,40 13,06 3,09 101,54 406,15 C2 9,83 9,79 8,81 12,57 21,10 16,87 13,46 14,44 3,42 110,29 441,15 C3 10,83 11,24 9,96 14,00 23,85 19,08 15,21 16,74 3,97 124,87 249,75 C4 10,33 10,51 9,38 13,28 22,47 17,98 14,34 15,59 3,69 117,58 235,16 C5 7,82 9,85 8,44 11,03 20,22 16,18 12,90 15,12 3,58 105,15 210,30 C6 7,39 9,12 7,88 10,36 18,87 15,09 12,04 13,94 3,30 97,99 195,99 C7 7,11 8,63 17,78 13,25 42,63 14,37 11,46 16,88 3,12 135,22 1.081,73

Estos caudales nos permiten encontrar la temperatura de salida del agua del balneario, haciendo

la media del volumen subministrado en cada pileta y su temperatura:

Page 34: SUMARIO ANEXOS

Página 34 de 84 Anexos

VTotal

Tag VagTsal ∑

⋅= (Ec. B.28)

Donde:

Vag Volumen del agua de entrada m3

Tag Temperatura del agua de la pileta K

VTotal Volumen total del agua de entrada m3

Tsal 307,96 K 34,81 ºC

Por otro lado, al tratarse de agua termal esta renovación debe responder tanto al mantenimiento

de la temperatura como a medidas sanitarias. Así con lo que este mismo mantenimiento de la

temperatura asegura una renovación mínima sanitariamente correcta pues esta es mayor al 5%

del volumen [14], llegándose a realizar más de una renovación total de cada pileta al día.

Renovación de piscinas por mantenimiento de la temperatura día más crítico P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 3,23 2,57 1,98 2,83 1,98 1,50 1,50 0,91 2,22

B.2.3.3 Demanda de los servicios de las Termas del Daymán

En el complejo también se encuentra un consumo de agua debido al riego del césped. Éste tiene

un consumo de 30 m3/día, dura 14 horas y se riega por sectores. En el comedor, en cambio,

funciona casi exclusivamente en temporada alta y recibe un caudal de 10 m3/día concentrado en

N2 [10]. Los demás usos se encuentran en la siguiente tabla:

Otros consumos

Termal usos por persona

consumo m3/uso

Consumo total por día (m3/día)

Comedor si 10,00 Riego no 30,00 Duchas exteriores si 2,00 0,01 40,00 Duchas vestuarios si 1,00 0,04 80,00 Cisternas no 1,25 0,02 37,50 Lavatorios no 1,00 0,00 3,00

Page 35: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 35 de 84

Para el uso de las duchas de los vestuarios se ha establecido este índice de uso respeto a la

ocupación total:

Índice de uso duchas vestuarios N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 0,05 0,10 0,25 0,25 0,20 0,15 0,00

B.2.3.4 Demandas provenientes de otros complejos

Demandas provenientes de otros complejos C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00

B.2.4 Dimensionado de todo el complejo termal

Distribución no termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 320 800 1.600 1.200 800 320 0 Riego - - - - 2,50 2,50 2,50 30,00 Cisternas 0,60 1,49 5,95 4,46 2,98 1,19 - 37,50 Lavatorios 0,05 0,12 0,48 0,36 0,24 0,10 - 3,00 Total consumo 0,64 1,61 6,43 4,82 5,71 3,79 2,50 70,50 Somero 1 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 480,00 Somero 2 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 264,00 Total producción 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 744,00 Diferencia 30,36 29,39 24,57 26,18 25,29 27,21 28,50 673,50

Page 36: SUMARIO ANEXOS

Página 36 de 84 Anexos

Distribución termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 320 800 1.600 1.200 800 320 0 Piletas 101,54 110,29 124,87 117,58 105,15 97,99 135,22 2.820,23 Comedor - 2,50 - - - - - 10,00 Duchas exteriores 0,63 1,59 6,35 4,76 3,17 1,27 - 40,00 Duchas vestuarios 1,00 2,00 10,00 10,00 8,00 6,00 - 80,00 La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00 Total consumo 130,85 137,80 162,65 153,77 157,75 125,26 155,22 3.515,23 Daymán 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.320,00 Depósito comedor - 1,25 - - - - - 5,00 Total producción 180,00 181,25 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.325,00 Diferencia 49,15 43,45 17,35 26,23 22,25 54,74 24,78 809,77

Page 37: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 37 de 84

C ANEXO. ESTUDIO DE MEDIDAS

C.1 Medida 1. No hacer nada

C.1.1 Datos de partida

C.1.1.1 Datos Termas del Daymán

Como se tienen definidas las condiciones de Ta y HR% se podrá determinar la humedad absoluta

a la temperatura del aire ambiente Xa mediante el diagrama psicrométrico, y darán los valores:

Datos Termas del Daymán Temperatura ambiente diurna Tad 16,10 ºC 289,25 K Temperatura ambiente nocturna Tan 10,42 ºC 283,57 K Humedad Relativa HR% 75,65 % Velocidad del aire v 10,93 km/h 3,04 m/s Calor latente de vaporización del agua hfg 626,94 W·h/kg Temperatura de entrada del agua termal en pileta Ti 45,00 ºC 318,15 K Densidad del agua ρag 999,20 kg/m3 Calor específica del agua Cp 4,19 KJ/kg·K Radiación Solar Global ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. H 112,50 W/m2 Humedad absoluta a la T aire ambiente diurna Xa día 0,0089 kg vapor/kg aire seco Humedad absoluta a la T aire ambiente nocturna Xa noche 0,0059 kg vapor/kg aire seco

Para encontrar la temperatura ambiente diurna (Tad) y la temperatura ambiente nocturna (Tan) se

utilizaran las siguientes fórmulas:

Tad =Tmedia + 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. C.1)

Tan =Tmedia − 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. C.2)

Donde:

Tmedia Temperatura media 13,26 ºC

TM Temperatura media máxima 18,43 ºC

Tm Temperatura media mínima 7,92 ºC

Page 38: SUMARIO ANEXOS

Página 38 de 84 Anexos

C.1.1.2 Datos de las piletas

La situación crítica (ocupación máxima y temperaturas mínimas) genera un sistema

sobredimensionado para el resto de días del año. No hacer nada implica que en temporada alta

hay una pérdida de algunos grados pero obteniendo un buen dimensionado para el resto del año.

Datos de las piletas P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Profundidad 1,40 0,60 1,50 1,15 1,50 1,40 1,40 1,60 0,60 Volumen (v) 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 405,00 36,00 Lámina de agua (S)

45,59 146,35 94,83 92,17 227,33 181,84 145,00 253,13 60,00

Sup. solera y paredes (Ssp)

42,70 33,90 56,55 43,35 109,28 86,03 73,15 88,44 16,97

Iterando se aproximan las temperaturas cada pileta en función de la ocupación. Con las nuevas

temperaturas y la HR% se podrá determinar la a humedad absoluta en saturación a la temperatura

del agua de cada piscina Xs mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores:

Temperaturas reales P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 T1 ºC 40,00 34,00 36,00 38,00 36,00 36,00 36,00 33,00 33,00 T2 ºC 40,00 34,00 36,00 38,00 36,00 36,00 36,00 33,00 33,00 T3 ºC 37,00 31,00 33,00 35,00 33,00 33,00 33,00 30,00 30,00 T4 ºC 38,50 32,50 34,50 36,50 34,50 34,50 34,50 31,50 31,50 T5 ºC 37,00 31,00 33,00 35,00 33,00 33,00 33,00 30,00 30,00 T6 ºC 38,00 32,00 34,00 36,00 34,00 34,00 34,00 31,00 31,00 T7 ºC 38,00 32,00 34,00 36,00 34,00 34,00 34,00 31,00 31,00

Humedad absoluta a la T aire ambiente P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 X1s día 0,0485 0,0343 0,0382 0,0433 0,0382 0,0382 0,0382 0,0322 0,0322 X2s día 0,0485 0,0343 0,0382 0,0433 0,0382 0,0382 0,0382 0,0322 0,0322 X3s día 0,0405 0,0288 0,0322 0,0365 0,0322 0,0322 0,0322 0,0272 0,0272 X4s día 0,0445 0,0314 0,0355 0,0395 0,0355 0,0355 0,0355 0,0295 0,0295 X5s noche 0,0405 0,0288 0,0322 0,0365 0,0322 0,0322 0,0322 0,0272 0,0272 X6s noche 0,0433 0,0302 0,0343 0,0382 0,0343 0,0343 0,0343 0,0288 0,0288 X7s noche 0,0433 0,0302 0,0343 0,0382 0,0343 0,0343 0,0343 0,0288 0,0288

Page 39: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 39 de 84

C.1.1.3 Ocupación

El horario del balneario es de las 7 de la mañana a las 23 de la noche. El complejo llega a

albergar a 5.000 personas en su día de máxima ocupación, alcanzando una ocupación en pileta de

3.000 personas en su horario de máxima afluencia [9]:

Ocupación máxima existente (Ne) 3.000 personas 60% Ocupación más espectadores 4.000 personas 80% Ocupación total 5.000 personas 100%

Con el índice de ocupación (IO), extraído de los registros del complejo, se puede distribuir la

ocupación en los siguientes 7 períodos aplicando la fórmula:

Stotal

NeSIO N

⋅⋅= (Ec. C.3)

Donde:

IO Índice de Ocupación

S Lámina de agua m3

Ne Ocupación máxima existente personas

Ocupación IO P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total H

0,20 N1 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 4 0,50 N2 54,88 176,15 114,13 110,94 273,62 218,87 174,52 304,67 72,22 1.500 4 1,00 N3 109,75 352,30 228,27 221,88 547,24 437,74 349,05 609,33 144,43 3.000 2

0,75 N4 82,31 264,22 171,20 166,41 410,43 328,30 261,79 457,00 108,33 2.250 2

0,50 N5 54,88 176,15 114,13 110,94 273,62 218,87 174,52 304,67 72,22 1.500 2 0,20 N6 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 2 0,00 N7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 8

Siendo N7 el horario nocturno durante el cual el que el balneario permanece cerrado al público.

Page 40: SUMARIO ANEXOS

Página 40 de 84 Anexos

C.1.2 Pérdidas y ganancias de calor

Para conocer la demanda de agua del complejo termal es necesario conocer cuales son sus

pérdidas totales de calor (Qt). Para ello se usará la siguiente expresión:

Qt = Qe + Qr - Qs + Qc + Qk kW (Ec. C.4)

Donde:

Qe Pérdidas por evaporación kW

Qr Pérdidas por radiación kW

Qs Ganancia por radiación solar kW

Qc Pérdidas por convección kW

Qk Pérdidas por conducción kW

C.1.2.1 Pérdidas de calor por evaporación

La pérdida de calor debida a la evaporación del agua se puede encontrar mediante la expresión:

Qe = hfg⋅ Me

1000 (kW) (Ec. C.5)

Donde:

hfg Calor latente de vaporización del agua W·h/kg

Me Caudal horario evaporado kg/h

El caudal horario evaporado (Me) se determina mediante la expresión:

Me = 9⋅ Xs - Xa( )⋅ (1+ v

1,2) ⋅S+ 0,42⋅ N + 0,08⋅ n (kg/h) (Ec. C.6)

Donde:

Xs Humedad absoluta en saturación a la Tª del agua de la piscina kg vapor/kg aire seco

Xa Humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente kg vapor/kg aire seco

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

Page 41: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 41 de 84

S Superficie del agua m2

N Número de bañistas considerados por hora bañistas

n Número de espectadores. Se define n = 0 ya estos solo tienen una repercusión en piletas

cerrados, en el caso de piletas al aire libre estos no influyen en la evaporación.

Se define n=0 ya que no existen espectadores.

Ahora ya se puede calcular el caudal horario evaporado en función de los distintos periodos de

ocupación:

Caudal horario evaporado P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Me1 66,57 147,67 107,43 119,36 257,55 206,01 164,27 238,53 56,54 1.363,92 Me2 80,40 192,06 136,19 147,31 326,50 261,17 208,25 315,30 74,74 1.741,92 Me3 91,86 240,48 166,06 174,00 398,10 318,43 253,92 403,06 95,54 2.141,44 Me4 86,13 215,57 152,03 159,49 364,46 291,53 232,47 357,57 84,76 1.944,01 Me5 73,16 180,44 127,16 136,19 304,84 243,84 194,43 299,22 70,93 1.630,20 Me6 63,38 142,56 104,72 113,21 251,05 200,81 160,13 235,31 55,78 1.326,94 Me7 54,16 112,96 85,54 94,57 205,08 164,04 130,81 184,13 43,64 1.074,94

Con el caudal horario se pueden calcular las pérdidas de calor por evaporación:

Pérdidas por Evaporación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qe1 41,74 92,58 67,35 74,83 161,47 129,16 102,99 149,54 35,45 855,10 Qe2 50,41 120,41 85,38 92,36 204,70 163,74 130,56 197,68 46,86 1.092,09 Qe3 57,59 150,76 104,11 109,09 249,58 199,64 159,19 252,70 59,90 1.342,56 Qe4 54,00 135,15 95,31 99,99 228,50 182,78 145,74 224,18 53,14 1.218,78 Qe5 45,87 113,13 79,72 85,38 191,12 152,87 121,90 187,59 44,47 1.022,04 Qe6 39,74 89,38 65,65 70,98 157,39 125,90 100,39 147,53 34,97 831,92 Qe7 33,96 70,82 53,63 59,29 128,57 102,85 82,01 115,44 27,36 673,93

C.1.2.2 Pérdidas de calor por radiación

Para calcular esta pérdida se puede aplicar la ecuación de Stefan-Boltzmann:

Page 42: SUMARIO ANEXOS

Página 42 de 84 Anexos

1000

S Qr

44 )Τ−Τ(⋅⋅⋅= sagσε (kW) (Ec. C.7)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

ε Emisividad del agua 0,96

σ Constante de Stefan-Boltzmann 5,67E-08 W/m2·K4

Tag Temperatura del agua K

Ts Temperatura de la superficie K

Las pérdidas con las paredes y suelo de la pileta pueden considerarse menospreciables. Así se

calcula únicamente la radiación con la superficie de la pileta. Para calcular la Ts se puede aplicar

la fórmula de Smith et al ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

4

1

250

273,15)-(Tag 0,8Tag Ts

+⋅= (K) (Ec. C.8)

Donde:

Tag Temperatura del agua K

Temperatura de la superficie P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Ts1 286,31 284,50 285,11 285,71 285,11 285,11 285,11 284,20 284,20 Ts2 286,31 284,50 285,11 285,71 285,11 285,11 285,11 284,20 284,20 Ts3 285,41 283,59 284,20 284,81 284,20 284,20 284,20 283,28 283,28 Ts4 285,86 284,05 284,66 285,26 284,66 284,66 284,66 283,74 283,74 Ts5 279,81 278,02 278,62 279,22 278,62 278,62 278,62 277,72 277,72 Ts6 280,11 278,32 278,92 279,52 278,92 278,92 278,92 278,02 278,02 Ts7 280,11 278,32 278,92 279,52 278,92 278,92 278,92 278,02 278,02

Estas pérdidas dependen únicamente de la temperatura de la pileta del día y de la noche:

Page 43: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 43 de 84

Pérdidas por radiación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qr1 7,19 18,71 13,04 13,59 31,26 25,01 19,94 31,15 7,38 167,29 Qr2 7,19 18,71 13,04 13,59 31,26 25,01 19,94 31,15 7,38 167,29 Qr3 6,50 16,65 11,67 12,23 27,98 22,38 17,85 27,64 6,55 149,44 Qr4 6,84 17,67 12,35 12,90 29,61 23,68 18,88 29,38 6,96 158,28 Qr5 7,75 20,57 14,24 14,74 34,13 27,30 21,77 34,40 8,15 183,06 Qr6 7,98 21,27 14,70 15,20 35,24 28,19 22,48 35,59 8,44 189,08 Qr7 7,98 21,27 14,70 15,20 35,24 28,19 22,48 35,59 8,44 189,08

C.1.2.3 Ganancia de calor por radiación solar

La fórmula que se usará es la siguiente ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

1000

S Qs

Η⋅⋅= α (kW) (Ec. C.9)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

α Coeficiente de absorción 0,85

H Radiación Solar Global W/m2

Ganancia por radiación solar P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qs 4,36 13,99 9,07 8,81 21,74 17,39 13,87 24,21 5,74 119,17

C.1.2.4 Pérdidas de calor por convección

Para este calcula se usará la siguiente ecuación:

1000

Ta)-(TaghcS Qc

⋅⋅= (kW) (Ec. C.10)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

hc Coeficiente de transferencia de calor por convección W/m2·K

Page 44: SUMARIO ANEXOS

Página 44 de 84 Anexos

Tag Temperatura del agua K

Ta Temperatura ambiente K

Para calcular la hc se puede utilizar la siguiente expresión:

hc = 2,8 +3,0 ⋅ v (W/m2·K) (Ec. C.11)

Donde:

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

Pérdidas por convección P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qc1 12,97 31,19 22,47 24,04 53,87 43,09 34,36 50,94 12,07 285,00 Qc2 12,97 31,19 22,47 24,04 53,87 43,09 34,36 50,94 12,07 285,00 Qc3 11,35 25,97 19,08 20,74 45,75 36,59 29,18 41,90 9,93 240,49 Qc4 12,16 28,58 20,78 22,39 49,81 39,84 31,77 46,42 11,00 262,74 Qc5 14,43 35,85 25,49 26,97 61,11 48,88 38,98 59,00 13,99 324,70 Qc6 14,97 37,60 26,62 28,07 63,82 51,05 40,70 62,01 14,70 339,53 Qc7 14,97 37,60 26,62 28,07 63,82 51,05 40,70 62,01 14,70 339,53

C.1.2.5 Pérdidas de calor por conducción

Para determinar las pérdidas de calor del vaso se utilizará la siguiente expresión:

Qk = Ssp ⋅ Ksp ⋅ (Tag - Tadn)

1000 (kW) (Ec. C.12)

Donde:

Ksp Coeficiente de transmisión de calor de la solera (1,05) y las paredes (0,35) W/m2·K

Ssp Superficie de la solera y paredes m2

Tag Temperatura del agua K

Tadn Temperatura ambiente día y noche K

Page 45: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 45 de 84

Pérdidas por conducción P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qk1 1,50 2,96 2,38 2,45 5,51 4,40 3,54 5,02 1,17 28,92 Qk2 1,50 2,96 2,38 2,45 5,51 4,40 3,54 5,02 1,17 28,92 Qk3 1,31 2,47 2,02 2,12 4,68 3,74 3,01 4,13 0,96 24,42 Qk4 1,41 2,72 2,20 2,28 5,10 4,07 3,27 4,57 1,06 26,67 Qk5 1,67 3,41 2,69 2,75 6,25 4,99 4,02 5,81 1,35 32,94 Qk6 1,73 3,57 2,81 2,86 6,53 5,21 4,19 6,11 1,42 34,44 Qk7 1,73 3,57 2,81 2,86 6,53 5,21 4,19 6,11 1,42 34,44

C.1.2.6 Pérdidas totales de calor

Aplicando la ecuación B4 se obtienen las pérdidas totales de calor:

Pérdidas Totales kW P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qt1 59,04 131,45 96,17 106,10 230,37 184,27 146,96 212,45 50,33 1.217,14 Qt2 67,71 159,28 114,20 123,62 273,60 218,84 174,54 260,58 61,74 1.454,13 Qt3 72,39 181,85 127,81 135,36 306,25 244,96 195,36 302,15 71,60 1.637,74 Qt4 70,05 170,12 121,57 128,75 291,27 232,98 185,80 280,34 66,43 1.547,30 Qt5 69,71 172,96 122,14 129,85 292,61 234,05 186,66 286,80 67,96 1.562,74 Qt6 64,42 151,81 109,79 117,11 262,98 210,34 167,76 251,23 59,52 1.394,97 Qt7 58,64 133,26 97,76 105,43 234,16 187,29 149,38 219,14 51,92 1.236,98

C.1.2.7 Energía perdida total

Para hacer el cálculo de la energía perdida total se tienen que multiplicar los anteriores cálculos

referentes a la potencia por las horas que duran los índices de ocupación, de esta manera se

conoce la energía pérdida durante los periodos de ocupación:

Energía Perdida Total kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Et1 236,16 525,81 384,69 424,39 921,50 737,06 587,85 849,78 201,33 4.868,57 Et2 270,84 637,13 456,81 494,50 1.094,41 875,38 698,15 1.042,32 246,97 5.816,51 Et3 144,77 363,70 255,62 270,72 612,51 489,93 390,72 604,30 143,20 3.275,47 Et4 140,09 340,24 243,13 257,50 582,54 465,95 371,61 560,68 132,86 3.094,61 Et5 139,42 345,92 244,28 259,70 585,22 468,09 373,32 573,61 135,91 3.125,48 Et6 128,85 303,63 219,57 234,22 525,96 420,69 335,53 502,46 119,04 2.789,95 Et7 469,15 1.066,09 782,11 843,41 1.873,27 1.498,33 1.195,05 1.753,14 415,33 9.895,87

Page 46: SUMARIO ANEXOS

Página 46 de 84 Anexos

Si se analiza ahora las pérdidas energéticas según su tipo se puede ver fácilmente que las

pérdidas debidas a la evaporación son las más importantes:

Energía Perdida Total según tipo kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Ee 1.034,61 2.395,39 1.729,59 1.873,94 4.146,44 3.316,72 2.644,73 3.936,35 933,06 22.010,83

Er 179,52 472,14 327,84 340,52 785,95 628,68 501,30 787,92 186,77 4.210,64 Es -52,32 -167,94 -108,81 -105,77 -260,87 -208,66 -166,39 -290,46 -68,85 -1.430,07 Ec 329,36 806,32 576,64 613,19 1.382,42 1.105,79 881,75 1.322,28 313,43 7.331,18 Ek 38,12 76,60 60,96 62,56 141,45 112,90 90,84 130,19 30,25 743,87

C.1.3 Ahorro de agua

C.1.3.1 Demanda de agua durante el régimen permanente

Para conocer la demanda se buscará el volumen de agua necesario para mantener la temperatura

y cubrir las pérdidas de calor. Así, se produce un intercambio de temperatura entre dos fluidos, el

agua de la pileta y el agua proveniente del pozo infrabasáltico, un fenómeno de conducción

térmica que responde a la siguiente ecuación:

Et ⋅ 3600= Vag ⋅ ρag ⋅ Cp ⋅ (Ti - Tag) (kWh) (Ec. C.13)

Donde:

Et Energía perdida total o Necesidad energética total kWh

Vag Volumen del agua de entrada m3

ρag Densidad del agua kg/m3

Cp Calor específica del agua kJ/kg·K

S Superficie laminar de la pileta m2

Ti Temperatura de entrada a la pileta K

Tag Temperatura del agua de la pileta K

A partir de esta fórmula se pueden conocer los volúmenes de agua de entrada:

Page 47: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 47 de 84

Demanda de agua P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

V1 40,61 41,10 36,75 52,13 88,04 70,42 56,16 60,89 14,43 460,55 V2 46,58 49,80 43,64 60,74 104,56 83,64 66,70 74,69 17,70 548,06 V3 15,56 22,34 18,32 23,28 43,89 35,11 28,00 34,64 8,21 229,34 V4 18,53 23,41 19,91 26,05 47,71 38,16 30,43 35,71 8,46 248,37 V5 14,99 21,25 17,50 22,33 41,93 33,54 26,75 32,88 7,79 218,97 V6 15,83 20,08 17,16 22,38 41,11 32,89 26,23 30,86 7,31 213,85 V7 57,63 70,52 61,14 80,58 146,43 117,13 93,42 107,68 25,51 760,03

Dividiendo por las horas que dura cada período de ocupación se obtienen los caudales de

entrada necesarios para mantener la temperatura (m3/h):

Caudal de agua necesario P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total C1 10,15 10,28 9,19 13,03 22,01 17,61 14,04 15,22 3,61 115,14 C2 11,64 12,45 10,91 15,19 26,14 20,91 16,68 18,67 4,42 137,01 C3 7,78 11,17 9,16 11,64 21,95 17,55 14,00 17,32 4,10 114,67 C4 9,27 11,70 9,96 13,02 23,85 19,08 15,22 17,86 4,23 124,18 C5 7,49 10,62 8,75 11,17 20,97 16,77 13,38 16,44 3,90 109,48 C6 7,91 10,04 8,58 11,19 20,56 16,44 13,11 15,43 3,66 106,93 C7 7,20 8,81 7,64 10,07 18,30 14,64 11,68 13,46 3,19 95,00

C.1.3.2 Demanda de agua durante el régimen transitorio

Las piletas no siguen un mismo ciclo sino que en función de su temperatura y uso hay tres ciclos

diferentes ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada día: 3 y 4

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada de tres días: 1, 2, 5, 6, 7 y 8

• La pileta 9 también tienen un ciclo de tres días pero debido a su gran tamaño al día

siguiente del vaciado completo permanece cerrada.

Por otro lado hay distintos mantenimientos de las piletas ¡Error! No se encuentra el origen de

la referencia.:

• Rellenado completo: cuando se vacía completamente la piscina.

Page 48: SUMARIO ANEXOS

Página 48 de 84 Anexos

• Rellenado parcial. El vaciado es parcial puesto que sólo se realiza un tratamiento de cloro

por disolución. Así, el mantenimiento de piletas 1 y 2 es un vaciado del 50% de su

volumen, y para las piletas 5, 6, 7, 8 y 9 será del 33%.

• Rellenado completo pileta 8. Debido a su gran tamaño el vaciado y llenado se realiza

durante la tarde y la noche, pudiéndose establecer un 50% del volumen en cada período.

• Rellenado por pérdida de temperatura. Se ajusta al valor V7 calculado.

Así, cuando V7 es mayor que el rellenado parcial se elige para el período nocturno.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 V rellenado completo 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 202,50 36,00 V rellenado parcial 31,92 43,91 - - 113,67 84,86 67,67 135,00 12,00 V7 57,63 70,52 61,14 80,58 146,43 117,13 93,42 107,68 25,51

El ciclo de rellenado durará tres días y su optimización se describe a continuación:

Ciclo de rellenado óptimo P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Día 1 63,83 87,81 142,24 106,00 146,43 254,58 93,42 135,00 36,00 1.065,31 Día 2 57,63 70,52 142,24 106,00 146,43 117,13 203,00 202,50 25,51 1.070,95 Día 3 57,63 70,52 142,24 106,00 341,00 117,13 93,42 135,00 25,51 1.088,44

Se identifica el día 3 como día crítico, así el nuevo caudal del régimen transitorio en función de

los periodos de ocupación es:

Caudal Ajustado de agua m3/h P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Volumen C1 10,15 10,28 9,19 13,03 22,01 17,61 14,04 15,22 3,61 115,14 460,55 C2 11,64 12,45 10,91 15,19 26,14 20,91 16,68 18,67 4,42 137,01 548,06 C3 7,78 11,17 9,16 11,64 21,95 17,55 14,00 17,32 4,10 114,67 229,34 C4 9,27 11,70 9,96 13,02 23,85 19,08 15,22 17,86 4,23 124,18 248,37 C5 7,49 10,62 8,75 11,17 20,97 16,77 13,38 16,44 3,90 109,48 218,97 C6 7,91 10,04 8,58 11,19 20,56 16,44 13,11 15,43 3,66 106,93 213,85 C7 7,20 8,81 17,78 13,25 42,63 14,64 11,68 16,88 3,19 136,05 1.088,44

Estos caudales nos permiten encontrar la temperatura de salida del agua del balneario, haciendo

la media del volumen subministrado en cada pileta y su temperatura:

Page 49: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 49 de 84

VTotal

Tag VagTsal ∑

⋅= (Ec. C.14)

Donde:

Vag Volumen del agua de entrada m3

Tag Temperatura del agua de la pileta K

VTotal Volumen total del agua de entrada m3

Tsal 307,54 K 34,39 ºC

Por otro lado, al tratarse de agua termal esta renovación debe responder tanto al mantenimiento

de la temperatura como a medidas sanitarias. Así con lo que este mismo mantenimiento de la

temperatura asegura una renovación mínima sanitariamente correcta pues esta es mayor al 5%

del volumen [14], llegándose a realizar más de una renovación total de cada pileta al día.

Renovación de piscinas por mantenimiento de la temperatura día más crítico P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 3,29 2,83 2,08 2,95 2,08 1,61 1,61 1,00 2,48

C.1.3.3 Demanda de los servicios de las Termas del Daymán

En el complejo también se encuentra un consumo de agua debido al riego del césped. Éste tiene

un consumo de 30 m3/día, dura 14 horas y se riega por sectores. En el comedor, en cambio,

funciona casi exclusivamente en temporada alta y recibe un caudal de 10 m3/día concentrado en

N2 [10]. Los demás usos se encuentran en la siguiente tabla:

Otros consumos

Termal usos por persona

consumo m3/uso

Consumo total por día (m3/día)

Comedor si 10,00 Riego no 30,00 Duchas exteriores si 2,00 0,01 100,00 Duchas vestuarios si 1,00 0,04 200,00 Cisternas no 1,25 0,02 93,75

Page 50: SUMARIO ANEXOS

Página 50 de 84 Anexos

Lavatorios no 1,00 0,00 7,50

Para el uso de las duchas de los vestuarios se ha establecido este índice de uso respeto a la

ocupación total:

Índice de uso duchas vestuarios N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 0,05 0,10 0,25 0,25 0,20 0,15 0,00

C.1.3.4 Demandas provenientes de otros complejos

Demandas provenientes de otros complejos C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00

C.1.4 Dimensionado de todo el complejo termal

Las siguientes tablas muestran el modelaje de todo el complejo:

Distribución no termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 800 2.000 4.000 3.000 2.000 800 0 Riego - - - - 2,50 2,50 2,50 30,00 Cisternas 1,49 3,72 14,88 11,16 7,44 2,98 - 93,75 Lavatorios 0,12 0,30 1,19 0,89 0,60 0,24 - 7,50 Total consumo 1,61 4,02 16,07 12,05 10,54 5,71 2,50 131,25 Somero 1 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 480,00 Somero 2 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 264,00 Total producción 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 744,00 Diferencia 29,39 26,98 14,93 18,95 20,46 25,29 28,50 612,75 Ahorro 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Page 51: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 51 de 84

Distribución termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 800 2.000 4.000 3.000 2.000 800 0 Piletas 115,14 137,01 114,67 124,18 109,48 106,93 136,05 3.007,57 Comedor - 2,50 - - - - - 10,00 Duchas exteriores 1,59 3,97 15,87 11,90 7,94 3,17 - 100,00 Duchas vestuarios 2,50 5,00 25,00 25,00 20,00 15,00 - 200,00 La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00 Total consumo 146,90 169,91 176,97 182,52 178,85 145,10 156,05 3.882,57 Daymán 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.320,00 Depósito comedor - 1,25 - - - - - 5,00 Total producción 180,00 181,25 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.325,00 Diferencia 33,10 11,34 3,03 -2,52 1,15 34,90 23,95 442,43 Ahorro 0,00 0,00 58,81 31,06 15,33 0,00 0,00 210,39

Page 52: SUMARIO ANEXOS

Página 52 de 84 Anexos

Page 53: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 53 de 84

C.2 Medida 1. No hacer nada en invierno

C.2.1 Datos de partida

C.2.1.1 Datos Termas del Daymán

Como se tienen definidas las condiciones de Ta y HR% se podrá determinar la humedad absoluta

a la temperatura del aire ambiente Xa mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes

valores:

Datos Termas del Daymán Temperatura ambiente diurna Tad 17,42 ºC 290,57 K Temperatura ambiente nocturna Tan 11,46 ºC 284,61 K Humedad Relativa HR% 72,96 % Velocidad del aire v 11,03 km/h 3,06 m/s Calor latente de vaporización del agua hfg 626,94 W·h/kg Temperatura de entrada del agua termal en pileta Ti 45,00 ºC 318,15 K Densidad del agua ρag 999,20 kg/m3 Calor específica del agua Cp 4,19 KJ/kg·K Radiación Solar Global H 133,33 W/m2 Humedad absoluta a la T aire ambiente diurna Xa día 0,0092 kg vapor/kg aire seco Humedad absoluta a la T aire ambiente nocturna Xa noche 0,0062 kg vapor/kg aire seco

Para encontrar la temperatura ambiente diurna (Tad) y la temperatura ambiente nocturna (Tan) se

utilizaran las siguientes fórmulas:

Tad =Tmedia + 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. C.15)

Tan =Tmedia − 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. C.16)

Donde:

Tmedia Temperatura media 14,44 ºC

TM Temperatura media máxima 19,89 ºC

Tm Temperatura media mínima 8,87 ºC

Page 54: SUMARIO ANEXOS

Página 54 de 84 Anexos

C.2.1.2 Datos de las piletas

La situación crítica (ocupación máxima y temperaturas mínimas) genera un sistema

sobredimensionado para el resto de días del año. No hacer nada implica que en temporada alta

hay una pérdida de algunos grados pero obteniendo un buen dimensionado para el resto del año.

Datos de las piletas P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Profundidad 1,40 0,60 1,50 1,15 1,50 1,40 1,40 1,60 0,60 Volumen (v) 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 405,00 36,00 Lámina de agua (S)

45,59 146,35 94,83 92,17 227,33 181,84 145,00 253,13 60,00

Sup. solera y paredes (Ssp)

42,70 33,90 56,55 43,35 109,28 86,03 73,15 88,44 16,97

Iterando se aproximan las temperaturas cada pileta en función de la ocupación. Con las nuevas

temperaturas y la HR% se podrá determinar la a humedad absoluta en saturación a la temperatura

del agua de cada piscina Xs mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores:

Temperaturas reales P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 T1 ºC 40,00 34,00 36,00 38,00 36,00 36,00 36,00 33,00 33,00 T2 ºC 40,00 34,00 36,00 38,00 36,00 36,00 36,00 33,00 33,00 T3 ºC 37,00 31,00 33,00 35,00 33,00 33,00 33,00 30,00 30,00 T4 ºC 38,50 32,50 34,50 36,50 34,50 34,50 34,50 31,50 31,50 T5 ºC 37,00 31,00 33,00 35,00 33,00 33,00 33,00 30,00 30,00 T6 ºC 38,00 32,00 34,00 36,00 34,00 34,00 34,00 31,00 31,00 T7 ºC 38,00 32,00 34,00 36,00 34,00 34,00 34,00 31,00 31,00

Humedad absoluta a la T aire ambiente P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 X1s día 0,0485 0,0343 0,0382 0,0433 0,0382 0,0382 0,0382 0,0322 0,0322 X2s día 0,0485 0,0343 0,0382 0,0433 0,0382 0,0382 0,0382 0,0322 0,0322 X3s día 0,0405 0,0288 0,0322 0,0365 0,0322 0,0322 0,0322 0,0272 0,0272 X4s día 0,0445 0,0314 0,0355 0,0395 0,0355 0,0355 0,0355 0,0295 0,0295 X5s noche 0,0405 0,0288 0,0322 0,0365 0,0322 0,0322 0,0322 0,0272 0,0272 X6s noche 0,0433 0,0302 0,0343 0,0382 0,0343 0,0343 0,0343 0,0288 0,0288 X7s noche 0,0433 0,0302 0,0343 0,0382 0,0343 0,0343 0,0343 0,0288 0,0288

Page 55: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 55 de 84

C.2.1.3 Ocupación

La ocupación media del balneario en invierno es la siguiente [9]:

Ocupación máxima existente (Ne) 1.200,00 personas 60% Ocupación más espectadores 1.600,00 personas 80% Ocupación total 2.000,00 personas 100%

Con el índice de ocupación (IO), extraído de los registros del complejo, se puede distribuir la

ocupación en los siguientes 7 períodos aplicando la fórmula:

Stotal

NeSIO N

⋅⋅= (Ec. C.17)

Donde:

IO Índice de Ocupación

S Lámina de agua m3

Ne Ocupación máxima existente personas

Ocupación IO P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total H

0,20 N1 8,78 28,18 18,26 17,75 43,78 35,02 27,92 48,75 11,55 240 4 0,50 N2 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 4 1,00 N3 43,90 140,92 91,31 88,75 218,90 175,10 139,62 243,73 57,77 1.200 2

0,75 N4 32,93 105,69 68,48 66,57 164,17 131,32 104,71 182,80 43,33 900 2 0,50 N5 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 2 0,20 N6 8,78 28,18 18,26 17,75 43,78 35,02 27,92 48,75 11,55 240 2 0,00 N7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 8

Siendo N7 el horario nocturno durante el cual el que el balneario permanece cerrado al público.

C.2.2 Pérdidas y ganancias de calor

Para conocer la demanda de agua del complejo termal es necesario conocer cuales son sus

pérdidas totales de calor (Qt). Para ello se usará la siguiente expresión:

Page 56: SUMARIO ANEXOS

Página 56 de 84 Anexos

Qt = Qe + Qr - Qs + Qc + Qk kW (Ec. C.18)

Donde:

Qe Pérdidas por evaporación kW

Qr Pérdidas por radiación kW

Qs Ganancia por radiación solar kW

Qc Pérdidas por convección kW

Qk Pérdidas por conducción kW

C.2.2.1 Pérdidas de calor por evaporación

La pérdida de calor debida a la evaporación del agua se puede encontrar mediante la expresión:

Qe = hfg⋅ Me

1000 (kW) (Ec. C.19)

Donde:

hfg Calor latente de vaporización del agua W·h/kg

Me Caudal horario evaporado kg/h

El caudal horario evaporado (Me) se determina mediante la expresión:

Me = 9⋅ Xs - Xa( )⋅ (1+ v

1,2) ⋅S+ 0,42⋅ N + 0,08⋅ n (kg/h) (Ec. C.20)

Donde:

Xs Humedad absoluta en saturación a la Tª del agua de la piscina kg vapor/kg aire seco

Xa Humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente kg vapor/kg aire seco

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

S Superficie del agua m2

N Número de bañistas considerados por hora bañistas

n Número de espectadores. Se define n = 0 ya estos solo tienen una repercusión en piletas

cerrados, en el caso de piletas al aire libre estos no influyen en la evaporación.

Page 57: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 57 de 84

Se define n=0 ya que no existen espectadores.

Ahora ya se puede calcular el caudal horario evaporado en función de los distintos periodos de

ocupación:

Caudal horario evaporado P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Me1 60,99 129,31 95,61 107,97 229,22 183,35 146,20 206,65 48,98 1.208,28 Me2 66,52 147,06 107,12 119,15 256,80 205,41 163,79 237,36 56,26 1.359,48 Me3 64,07 150,92 108,10 117,75 259,15 207,29 165,29 248,07 58,80 1.379,44 Me4 65,30 148,29 108,52 117,27 260,15 208,09 165,93 241,10 57,15 1.371,80 Me5 59,23 135,36 98,02 107,95 234,99 187,96 149,88 221,17 52,43 1.247,00 Me6 57,78 124,16 92,88 101,78 222,67 178,11 142,03 203,41 48,22 1.171,05 Me7 54,09 112,32 85,21 94,32 204,29 163,41 130,30 182,94 43,36 1.070,25

Con el caudal horario se pueden calcular las pérdidas de calor por evaporación:

Pérdidas por Evaporación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qe1 38,24 81,07 59,94 67,69 143,71 114,95 91,66 129,56 30,71 757,52 Qe2 41,70 92,20 67,16 74,70 161,00 128,78 102,69 148,81 35,27 852,32 Qe3 40,17 94,62 67,77 73,82 162,47 129,96 103,63 155,53 36,87 864,83 Qe4 40,94 92,97 68,03 73,52 163,10 130,46 104,03 151,16 35,83 860,04 Qe5 37,13 84,87 61,45 67,68 147,32 117,84 93,97 138,66 32,87 781,80 Qe6 36,23 77,84 58,23 63,81 139,60 111,67 89,04 127,53 30,23 734,18 Qe7 33,91 70,42 53,42 59,14 128,08 102,45 81,69 114,69 27,19 670,99

C.2.2.2 Pérdidas de calor por radiación

Para calcular esta pérdida se puede aplicar la ecuación de Stefan-Boltzmann:

1000

S Qr

44 )Τ−Τ(⋅⋅⋅= sagσε (kW) (Ec. C.21)

Donde:

Page 58: SUMARIO ANEXOS

Página 58 de 84 Anexos

S Superficie laminar de la pileta m2

ε Emisividad del agua 0,96

σ Constante de Stefan-Boltzmann 5,67E-08 W/m2·K4

Tag Temperatura del agua K

Ts Temperatura de la superficie K

Las pérdidas con las paredes y suelo de la pileta pueden considerarse menospreciables. Así se

calcula únicamente la radiación con la superficie de la pileta. Para calcular la Ts se puede aplicar

la fórmula de Smith et al ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

4

1

250

273,15)-(Tag 0,8Tag Ts

+⋅= (K) (Ec. C.22)

Donde:

Tag Temperatura del agua K

Temperatura de la superficie P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Ts1 287,62 285,80 286,41 287,01 286,41 286,41 286,41 285,49 285,49 Ts2 287,62 285,80 286,41 287,01 286,41 286,41 286,41 285,49 285,49 Ts3 286,71 284,88 285,49 286,11 285,49 285,49 285,49 284,57 284,57 Ts4 287,16 285,34 285,95 286,56 285,95 285,95 285,95 285,03 285,03 Ts5 280,84 279,05 279,65 280,25 279,65 279,65 279,65 278,74 278,74 Ts6 281,14 279,35 279,95 280,54 279,95 279,95 279,95 279,05 279,05 Ts7 281,14 279,35 279,95 280,54 279,95 279,95 279,95 279,05 279,05

Estas pérdidas dependen únicamente de la temperatura de la pileta del día y de la noche:

Pérdidas por radiación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qr1 6,88 17,75 12,42 12,98 29,76 23,81 18,98 29,51 6,99 159,09 Qr2 6,88 17,75 12,42 12,98 29,76 23,81 18,98 29,51 6,99 159,09 Qr3 6,19 15,70 11,05 11,62 26,50 21,20 16,90 26,01 6,17 141,34 Qr4 6,53 16,72 11,73 12,29 28,12 22,49 17,93 27,74 6,58 150,13 Qr5 7,53 19,87 13,78 14,29 33,03 26,42 21,07 33,19 7,87 177,04 Qr6 7,76 20,56 14,24 14,75 34,13 27,30 21,77 34,37 8,15 183,03 Qr7 7,76 20,56 14,24 14,75 34,13 27,30 21,77 34,37 8,15 183,03

Page 59: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 59 de 84

C.2.2.3 Ganancia de calor por radiación solar

La fórmula que se usará es la siguiente ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

1000

S Qs

Η⋅⋅= α (kW) (Ec. C.23)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

α Coeficiente de absorción 0,85

H Radiación Solar Global W/m2

Ganancia por radiación solar P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qs 5,17 16,59 10,75 10,45 25,76 20,61 16,43 28,69 6,80 141,24

C.2.2.4 Pérdidas de calor por convección

Para este calcula se usará la siguiente ecuación:

1000

Ta)-(TaghcS Qc

⋅⋅= (kW) (Ec. C.24)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

hc Coeficiente de transferencia de calor por convección W/m2·K

Tag Temperatura del agua K

Ta Temperatura ambiente K

Para calcular la hc se puede utilizar la siguiente expresión:

hc = 2,8 +3,0 ⋅ v (W/m2·K) (Ec. C.25)

Page 60: SUMARIO ANEXOS

Página 60 de 84 Anexos

Donde:

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

Pérdidas por convección P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qc1 12,35 29,11 21,13 22,75 50,66 40,53 32,31 47,31 11,21 267,36 Qc2 12,35 29,11 21,13 22,75 50,66 40,53 32,31 47,31 11,21 267,36 Qc3 10,71 23,84 17,72 19,44 42,49 33,98 27,10 38,20 9,05 222,53 Qc4 11,53 26,47 19,43 21,09 46,57 37,25 29,71 42,75 10,13 244,94 Qc5 13,96 34,28 24,49 26,01 58,71 46,96 37,45 56,26 13,34 311,46 Qc6 14,51 36,04 25,63 27,12 61,43 49,14 39,18 59,30 14,06 326,40 Qc7 14,51 36,04 25,63 27,12 61,43 49,14 39,18 59,30 14,06 326,40

C.2.2.5 Pérdidas de calor por conducción

Para determinar las pérdidas de calor del vaso se utilizará la siguiente expresión:

Qk = Ssp ⋅ Ksp ⋅ (Tag - Tadn)

1000 (kW) (Ec. C.26)

Donde:

Ksp Coeficiente de transmisión de calor de la solera (1,05) y las paredes (0,35) W/m2·K

Ssp Superficie de la solera y paredes m2

Tag Temperatura del agua K

Tadn Temperatura ambiente día y noche K

Pérdidas por conducción P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qk1 1,42 2,75 2,22 2,30 5,15 4,11 3,31 4,62 1,07 26,95 Qk2 1,42 2,75 2,22 2,30 5,15 4,11 3,31 4,62 1,07 26,95 Qk3 1,23 2,25 1,86 1,97 4,32 3,44 2,77 3,73 0,87 22,44 Qk4 1,32 2,50 2,04 2,14 4,73 3,78 3,04 4,18 0,97 24,69 Qk5 1,60 3,23 2,57 2,63 5,96 4,76 3,83 5,50 1,28 31,38 Qk6 1,67 3,40 2,69 2,75 6,24 4,98 4,01 5,80 1,35 32,88 Qk7 1,67 3,40 2,69 2,75 6,24 4,98 4,01 5,80 1,35 32,88

C.2.2.6 Pérdidas totales de calor

Page 61: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 61 de 84

Aplicando la ecuación B4 se obtienen las pérdidas totales de calor:

Pérdidas Totales kW P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qt1 53,72 114,09 84,96 95,28 203,52 162,78 129,83 182,31 43,19 1.069,68 Qt2 57,19 125,22 92,18 102,29 220,81 176,61 140,86 201,56 47,76 1.164,47 Qt3 53,14 119,82 87,66 96,40 210,01 167,98 133,97 194,78 46,15 1.109,90 Qt4 55,16 122,07 90,48 98,60 216,76 173,38 138,28 197,14 46,71 1.138,57 Qt5 60,22 142,25 102,29 110,62 245,03 195,98 156,31 233,61 55,35 1.301,67 Qt6 60,16 137,84 100,79 108,43 241,41 193,09 154,01 226,99 53,78 1.276,49 Qt7 57,85 130,42 95,98 103,75 229,88 183,87 146,65 214,16 50,74 1.213,30

C.2.2.7 Energía perdida total

Para hacer el cálculo de la energía perdida total se tienen que multiplicar los anteriores cálculos

referentes a la potencia por las horas que duran los índices de ocupación, de esta manera se

conoce la energía pérdida durante los periodos de ocupación:

Energía Perdida Total kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Et1 214,87 456,34 339,85 381,13 814,06 651,13 519,32 729,23 172,77 4.278,71 Et2 228,74 500,87 368,70 409,17 883,23 706,46 563,44 806,24 191,02 4.657,88 Et3 106,27 239,64 175,32 192,80 420,01 335,95 267,93 389,57 92,31 2.219,80 Et4 110,31 244,14 180,96 197,20 433,52 346,75 276,55 394,28 93,42 2.277,14 Et5 120,45 284,51 204,58 221,24 490,05 391,97 312,62 467,22 110,70 2.603,34 Et6 120,32 275,69 201,57 216,85 482,82 386,18 308,01 453,98 107,56 2.552,98 Et7 462,77 1.043,37 767,81 830,02 1.839,06 1.470,97 1.173,22 1.713,25 405,89 9.706,36

Si se analiza ahora las pérdidas energéticas según su tipo se puede ver fácilmente que las

pérdidas debidas a la evaporación son las más importantes:

Energía Perdida Total según tipo kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Ee 900,00 1.957,04 1.446,76 1.600,33 3.468,41 2.774,36 2.212,25 3.176,79 753,02 18.288,96 Er 173,15 452,22 314,82 327,75 754,73 603,70 481,39 753,60 178,63 4.039,98

Es -62,01 -199,04 -128,96 -125,36 -309,17 -247,31 -197,20 -344,25 -81,60 -1.694,89 Ec 316,25 762,43 548,60 586,31 1.315,18 1.052,01 838,86 1.245,85 295,31 6.960,80 Ek 36,34 71,91 57,58 59,39 133,61 106,64 85,80 121,79 28,30 701,36

Page 62: SUMARIO ANEXOS

Página 62 de 84 Anexos

C.2.3 Ahorro de agua

C.2.3.1 Demanda de agua durante el régimen permanente

Para conocer la demanda se buscará el volumen de agua necesario para mantener la temperatura

y cubrir las pérdidas de calor. Así, se produce un intercambio de temperatura entre dos fluidos, el

agua de la pileta y el agua proveniente del pozo infrabasáltico, un fenómeno de conducción

térmica que responde a la siguiente ecuación:

Et ⋅ 3600= Vag ⋅ ρag ⋅ Cp ⋅ (Ti - Tag) (kWh) (Ec. C.27)

Donde:

Et Energía perdida total o Necesidad energética total kWh

Vag Volumen del agua de entrada m3

ρag Densidad del agua kg/m3

Cp Calor específica del agua kJ/kg·K

S Superficie laminar de la pileta m2

Ti Temperatura de entrada a la pileta K

Tag Temperatura del agua de la pileta K

A partir de esta fórmula se pueden conocer los volúmenes de agua de entrada:

Demanda de agua P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total V1 36,95 35,67 32,47 46,82 77,78 62,21 49,62 52,25 12,38 406,15 V2 39,34 39,15 35,23 50,26 84,39 67,50 53,83 57,77 13,69 441,15 V3 11,42 14,72 12,56 16,58 30,10 24,07 19,20 22,33 5,29 156,27 V4 14,59 16,79 14,82 19,95 35,50 28,40 22,65 25,11 5,95 183,77 V5 12,95 17,47 14,66 19,02 35,12 28,09 22,40 26,78 6,35 182,84 V6 14,78 18,24 15,76 20,72 37,74 30,19 24,08 27,88 6,61 195,99 V7 56,85 69,01 60,02 79,30 143,76 114,99 91,71 105,23 24,93 745,80

Dividiendo por las horas que dura cada período de ocupación se obtienen los caudales de

entrada necesarios para mantener la temperatura (m3/h):

Page 63: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 63 de 84

Caudal de agua necesario P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total C1 9,24 8,92 8,12 11,70 19,44 15,55 12,40 13,06 3,09 101,54 C2 9,83 9,79 8,81 12,57 21,10 16,87 13,46 14,44 3,42 110,29 C3 5,71 7,36 6,28 8,29 15,05 12,04 9,60 11,17 2,65 78,14 C4 7,30 8,40 7,41 9,97 17,75 14,20 11,32 12,56 2,98 91,88 C5 6,47 8,74 7,33 9,51 17,56 14,04 11,20 13,39 3,17 91,42 C6 7,39 9,12 7,88 10,36 18,87 15,09 12,04 13,94 3,30 97,99 C7 7,11 8,63 7,50 9,91 17,97 14,37 11,46 13,15 3,12 93,22

C.2.3.2 Demanda de agua durante el régimen transitorio

Las piletas no siguen un mismo ciclo sino que en función de su temperatura y uso hay tres ciclos

diferentes ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada día: 3 y 4

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada de tres días: 1, 2, 5, 6, 7 y 8

• La pileta 9 también tienen un ciclo de tres días pero debido a su gran tamaño al día

siguiente del vaciado completo permanece cerrada.

Por otro lado hay distintos mantenimientos de las piletas ¡Error! No se encuentra el origen de

la referencia.:

• Rellenado completo: cuando se vacía completamente la piscina.

• Rellenado parcial. El vaciado es parcial puesto que sólo se realiza un tratamiento de cloro

por disolución. Así, el mantenimiento de piletas 1 y 2 es un vaciado del 50% de su

volumen, y para las piletas 5, 6, 7, 8 y 9 será del 33%.

• Rellenado completo pileta 8. Debido a su gran tamaño el vaciado y llenado se realiza

durante la tarde y la noche, pudiéndose establecer un 50% del volumen en cada período.

• Rellenado por pérdida de temperatura. Se ajusta al valor V7 calculado.

Así, cuando V7 es mayor que el rellenado parcial se elige para el período nocturno.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 V rellenado completo 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 202,50 36,00 V rellenado parcial 31,92 43,91 - - 113,67 84,86 67,67 135,00 12,00 V7 56,85 69,01 60,02 79,30 143,76 114,99 91,71 105,23 24,93

Page 64: SUMARIO ANEXOS

Página 64 de 84 Anexos

El ciclo de rellenado durará tres días y su optimización se describe a continuación:

Ciclo de rellenado óptimo P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Día 1 63,83 87,81 142,24 106,00 143,76 254,58 91,71 135,00 36,00 1.060,93 Día 2 56,85 69,01 142,24 106,00 143,76 114,99 203,00 202,50 24,93 1.063,28 Día 3 56,85 69,01 142,24 106,00 341,00 114,99 91,71 135,00 24,93 1.081,73

Se identifica el día 3 como día crítico, así el nuevo caudal del régimen transitorio en función de

los periodos de ocupación es:

Caudal Ajustado de agua m3/h P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Volumen C1 9,24 8,92 8,12 11,70 19,44 15,55 12,40 13,06 3,09 101,54 406,15 C2 9,83 9,79 8,81 12,57 21,10 16,87 13,46 14,44 3,42 110,29 441,15 C3 5,71 7,36 6,28 8,29 15,05 12,04 9,60 11,17 2,65 78,14 156,27 C4 7,30 8,40 7,41 9,97 17,75 14,20 11,32 12,56 2,98 91,88 183,77 C5 6,47 8,74 7,33 9,51 17,56 14,04 11,20 13,39 3,17 91,42 182,84 C6 7,39 9,12 7,88 10,36 18,87 15,09 12,04 13,94 3,30 97,99 195,99 C7 7,11 8,63 17,78 13,25 42,63 14,37 11,46 16,88 3,12 135,22 1.081,73

Estos caudales nos permiten encontrar la temperatura de salida del agua del balneario, haciendo

la media del volumen subministrado en cada pileta y su temperatura:

VTotal

Tag VagTsal ∑

⋅= (Ec. C.28)

Donde:

Vag Volumen del agua de entrada m3

Tag Temperatura del agua de la pileta K

VTotal Volumen total del agua de entrada m3

Tsal 307,55 K 34,40 ºC

Page 65: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 65 de 84

Por otro lado, al tratarse de agua termal esta renovación debe responder tanto al mantenimiento

de la temperatura como a medidas sanitarias. Así con lo que este mismo mantenimiento de la

temperatura asegura una renovación mínima sanitariamente correcta pues esta es mayor al 5%

del volumen [14], llegándose a realizar más de una renovación total de cada pileta al día.

Renovación de piscinas por mantenimiento de la temperatura día más crítico P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 2,93 2,40 1,88 2,64 1,88 1,40 1,40 0,86 2,09

C.2.3.3 Demanda de los servicios de las Termas del Daymán

En el complejo también se encuentra un consumo de agua debido al riego del césped. Éste tiene

un consumo de 30 m3/día, dura 14 horas y se riega por sectores. En el comedor, en cambio,

funciona casi exclusivamente en temporada alta y recibe un caudal de 10 m3/día concentrado en

N2 [10]. Los demás usos se encuentran en la siguiente tabla:

Otros consumos

Termal usos por persona

consumo m3/uso

Consumo total por día (m3/día)

Comedor si 10,00 Riego no 30,00 Duchas exteriores si 2,00 0,01 40,00 Duchas vestuarios si 1,00 0,04 80,00 Cisternas no 1,25 0,02 37,50 Lavatorios no 1,00 0,00 3,00

Para el uso de las duchas de los vestuarios se ha establecido este índice de uso respeto a la

ocupación total:

Índice de uso duchas vestuarios N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 0,05 0,10 0,25 0,25 0,20 0,15 0,00

Page 66: SUMARIO ANEXOS

Página 66 de 84 Anexos

C.2.3.4 Demandas provenientes de otros complejos

Demandas provenientes de otros complejos C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00

C.2.4 Dimensionado de todo el complejo termal

Distribución no termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 320 800 1.600 1.200 800 320 0 Riego - - - - 2,50 2,50 2,50 30,00 Cisternas 0,60 1,49 5,95 4,46 2,98 1,19 - 37,50 Lavatorios 0,05 0,12 0,48 0,36 0,24 0,10 - 3,00 Total consumo 0,64 1,61 6,43 4,82 5,71 3,79 2,50 70,50 Somero 1 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 480,00 Somero 2 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 264,00 Total producción 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 744,00 Diferencia 30,36 29,39 24,57 26,18 25,29 27,21 28,50 673,50 Ahorro 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Distribución termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 320 800 1.600 1.200 800 320 0 Piletas 101,54 110,29 78,14 91,88 91,42 97,99 135,22 2.647,90 Comedor - 2,50 - - - - - 10,00 Duchas exteriores 0,63 1,59 6,35 4,76 3,17 1,27 - 40,00 Duchas vestuarios 1,00 2,00 10,00 10,00 8,00 6,00 - 80,00 La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00 Total consumo 130,85 137,80 115,92 128,07 144,02 125,26 155,22 3.342,90 Daymán 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.320,00 Depósito comedor - 1,25 - - - - - 5,00 Total producción 180,00 181,25 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.325,00 Diferencia 49,15 43,45 64,08 51,93 35,98 54,74 24,78 982,10 Ahorro 0,00 0,00 46,74 25,70 13,73 0,00 0,00 172,33

Page 67: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 67 de 84

C.2.5 Coste económico

Por otro lado el ahorro de agua termal aunque hoy no tenga un uso se puede cuantificar beneficio

potencial que supone. Se considera el coste de explotación como amortizado con lo que no hay

un coste fijo y, por lo tanto, sólo se ahorraría en el costo variable. Para saber el ahorro de agua se

ha trabajado sobre la ocupación media de invierno y se han aplicado las tarifas de Obras

Sanitarias del Estado [15]:

Beneficio potencial

Variable/m3 Ahorro/día Días (3 meses)

Total (pesos/año) P$/€

Total (euros/año)

34,26 172,33 90 531.353,77 26,9181 19.739,62

C.2.6 Impacto ambiental

C.2.6.1 Ahorro agua/Emisiones CO2

El ahorro de agua que supone esta medida es por si sólo una mejora ambiental importante. Ésta

se puede asociar a un ahorro en emisiones de CO2 aproximado en invierno. Se puede encontrar

este valor teniendo en cuenta que la energía requerida para aumentar la temperatura del agua de

10 ºC (agua a temperatura natural) a 38 ºC son 0,03248 kWh/litro de agua [16] y, aplicando la

conversión de 1 kWh de gasoil = 0,26 kg CO2 emitidos. El valor resultante aproximado es:

Ahorro en emisiones de CO2 aproximado Ahorro/día Días (3 meses) kWh/l kWh kgCO2/kwh kg CO2

172,33 90,00 0,03248 503,75 0,26 130,97

Page 68: SUMARIO ANEXOS

Página 68 de 84 Anexos

Page 69: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 69 de 84

C.3 Medida 2. Nueva ocupación

C.3.1 Datos de partida

C.3.1.1 Datos Termas del Daymán

Como se tienen definidas las condiciones de Ta y HR% se podrá determinar la humedad absoluta

a la temperatura del aire ambiente Xa mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes

valores:

Datos Termas del Daymán Temperatura ambiente diurna Tad 16,10 ºC 289,25 K Temperatura ambiente nocturna Tan 10,42 ºC 283,57 K Humedad Relativa HR% 75,65 % Velocidad del aire V 10,93 km/h 3,04 m/s Calor latente de vaporización del agua Hfg 626,94 W·h/kg Temperatura de entrada del agua termal en pileta Ti 45,00 ºC 318,15 K Densidad del agua Ρag 999,20 kg/m3 Calor específica del agua Cp 4,19 KJ/kg·K Radiación Solar Global ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. H 112,50 W/m2 Humedad absoluta a la T aire ambiente diurna Xa día 0,0089 kg vapor/kg aire seco Humedad absoluta a la T aire ambiente nocturna Xa noche 0,0059 kg vapor/kg aire seco

Para encontrar la temperatura ambiente diurna (Tad) y la temperatura ambiente nocturna (Tan) se

utilizaran las siguientes fórmulas:

Tad =Tmedia + 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. C.29)

Tan =Tmedia − 0,27⋅ TM − Tm( ) (ºC) (Ec. C.30)

Donde:

Tmedia Temperatura media 13,26 ºC

TM Temperatura media máxima 18,43 ºC

Tm Temperatura media mínima 7,92 ºC

Page 70: SUMARIO ANEXOS

Página 70 de 84 Anexos

C.3.1.2 Datos de las piletas

Como se tienen definidas la temperatura en cada piscina y la HR% se podrá determinar la a

humedad absoluta en saturación a la temperatura del agua de cada piscina Xs mediante el

diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores:

Datos de las piletas P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

T diurna ºC 40,00 34,00 36,00 38,00 36,00 36,00 36,00 33,00 33,00 T diurna K 313,15 307,15 309,15 311,15 309,15 309,15 309,15 306,15 306,15 T nocturna ºC 38,00 32,00 34,00 36,00 34,00 34,00 34,00 31,00 31,00 T nocturna K 311,15 305,15 307,15 309,15 307,15 307,15 307,15 304,15 304,15 Profundidad 1,40 0,60 1,50 1,15 1,50 1,40 1,40 1,60 0,60 Volumen (v) 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 405,00 36,00 Lámina de agua (S)

45,59 146,35 94,83 92,17 227,33 181,84 145,00 253,13 60,00

Sup. solera y paredes (Ssp)

42,70 33,90 56,55 43,35 109,28 86,03 73,15 88,44 16,97

Xs día 0,0485 0,0343 0,0382 0,0433 0,0382 0,0382 0,0382 0,0322 0,0322 Xs noche 0,0433 0,0302 0,0343 0,0382 0,0343 0,0343 0,0343 0,0288 0,0288

C.3.1.3 Ocupación

Una medida práctica a analizar es reducir la ocupación en los días de críticos de invierno. Así se

fijará una ocupación total en 4.250 personas y se mantendrá la distribución manifestada en los

registros del balneario. Con este cambio en la ocupación se obtiene el siguiente modelaje:

Ocupación máxima existente (Ne) 2.550 personas 60% Ocupación más espectadores 3.400 personas 80% Ocupación total 4.250 personas 100%

Con el índice de ocupación (IO), extraído de los registros del complejo, se puede distribuir la

ocupación en los siguientes 7 períodos aplicando la fórmula:

Stotal

NeSIO N

⋅⋅= (Ec. C.31)

Donde:

Page 71: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 71 de 84

IO Índice de Ocupación

S Lámina de agua m3

Ne Ocupación máxima existente personas

Ocupación IO P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total H

0,20 N1 18,66 59,89 38,81 37,72 93,03 74,42 59,34 103,59 24,55 510,00 4 0,50 N2 46,64 149,73 97,01 94,30 232,58 186,04 148,35 258,97 61,38 1.275,00 4 1,00 N3 93,29 299,45 194,03 188,60 465,16 372,08 296,69 517,93 122,77 2.550,00 2 0,75 N4 69,97 224,59 145,52 141,45 348,87 279,06 222,52 388,45 92,08 1.912,50 2 0,50 N5 46,64 149,73 97,01 94,30 232,58 186,04 148,35 258,97 61,38 1.275,00 2 0,20 N6 18,66 59,89 38,81 37,72 93,03 74,42 59,34 103,59 24,55 510,00 2 0,00 N7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 8

Siendo N7 el horario nocturno durante el cual el que el balneario permanece cerrado al público.

C.3.2 Pérdidas y ganancias de calor

Para conocer la demanda de agua del complejo termal es necesario conocer cuales son sus

pérdidas totales de calor (Qt). Para ello se usará la siguiente expresión:

Qt = Qe + Qr - Qs + Qc + Qk kW (Ec. C.32)

Donde:

Qe Pérdidas por evaporación kW

Qr Pérdidas por radiación kW

Qs Ganancia por radiación solar kW

Qc Pérdidas por convección kW

Qk Pérdidas por conducción kW

C.3.2.1 Pérdidas de calor por evaporación

La pérdida de calor debida a la evaporación del agua se puede encontrar mediante la expresión:

Page 72: SUMARIO ANEXOS

Página 72 de 84 Anexos

Qe = hfg⋅ Me

1000 (kW) (Ec. C.33)

Donde:

hfg Calor latente de vaporización del agua W·h/kg

Me Caudal horario evaporado kg/h

El caudal horario evaporado (Me) se determina mediante la expresión:

Me = 9⋅ Xs - Xa( )⋅ (1+ v

1,2) ⋅S+ 0,42⋅ N + 0,08⋅ n (kg/h) (Ec. C.34)

Donde:

Xs Humedad absoluta en saturación a la Tª del agua de la piscina kg vapor/kg aire seco

Xa Humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente kg vapor/kg aire seco

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

S Superficie del agua m2

N Número de bañistas considerados por hora bañistas

n Número de espectadores. Se define n = 0 ya estos solo tienen una repercusión en piletas

cerrados, en el caso de piletas al aire libre estos no influyen en la evaporación.

Se define n=0 ya que no existen espectadores.

Ahora ya se puede calcular el caudal horario evaporado en función de los distintos periodos de

ocupación:

Caudal horario evaporado P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Me1 65,19 143,23 104,55 116,56 250,65 200,50 159,87 230,85 54,72 1.326,12 Me2 76,94 180,96 129,00 140,32 309,26 247,38 197,26 296,11 70,19 1.647,42 Me3 96,53 243,85 169,75 179,93 406,95 325,51 259,56 404,87 95,97 2.182,92 Me4 86,74 212,41 149,37 160,13 358,10 286,45 228,41 350,49 83,08 1.915,17 Me5 73,75 175,85 126,29 134,18 302,76 242,18 193,11 292,89 69,43 1.610,44 Me6 62,00 138,12 101,84 110,41 244,15 195,30 155,73 227,63 53,96 1.289,14 Me7 54,16 112,96 85,54 94,57 205,08 164,04 130,81 184,13 43,64 1.074,94

Page 73: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 73 de 84

Con el caudal horario se pueden calcular las pérdidas de calor por evaporación:

Pérdidas por Evaporación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qe1 40,87 89,80 65,55 73,08 157,15 125,70 100,23 144,73 34,31 831,41 Qe2 48,24 113,45 80,88 87,98 193,89 155,09 123,67 185,64 44,00 1.032,84 Qe3 60,52 152,88 106,42 112,81 255,13 204,08 162,73 253,83 60,17 1.368,57 Qe4 54,38 133,17 93,65 100,39 224,51 179,59 143,20 219,74 52,09 1.200,71 Qe5 46,24 110,25 79,18 84,12 189,82 151,83 121,07 183,63 43,53 1.009,66 Qe6 38,87 86,59 63,85 69,22 153,07 122,44 97,63 142,71 33,83 808,22 Qe7 33,96 70,82 53,63 59,29 128,57 102,85 82,01 115,44 27,36 673,93

C.3.2.2 Pérdidas de calor por radiación

Para calcular esta pérdida se puede aplicar la ecuación de Stefan-Boltzmann:

1000

S Qr

44 )Τ−Τ(⋅⋅⋅= sagσε (kW) (Ec. C.35)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

ε Emisividad del agua 0,96

σ Constante de Stefan-Boltzmann 5,67E-08 W/m2·K4

Tag Temperatura del agua K

Ts Temperatura de la superficie K

Las pérdidas con las paredes y suelo de la pileta pueden considerarse menospreciables. Así se

calcula únicamente la radiación con la superficie de la pileta. Para calcular la Ts se puede aplicar

la fórmula de Smith et al ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

4

1

250

273,15)-(Tag 0,8Tag Ts

+⋅= (K) (Ec. C.36)

Donde:

Page 74: SUMARIO ANEXOS

Página 74 de 84 Anexos

Tag Temperatura del agua K

Temperatura de la superficie P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Ts día 286,31 284,50 285,11 285,71 285,11 285,11 285,11 284,20 284,20 Ts noche 280,11 278,32 278,92 279,52 278,92 278,92 278,92 278,02 278,02

Estas pérdidas dependen únicamente de la temperatura de la pileta del día y de la noche:

Pérdidas por radiación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qr día 7,19 18,71 13,04 13,59 31,26 25,01 19,94 31,15 7,38 167,29 Qr noche 7,98 21,27 14,70 15,20 35,24 28,19 22,48 35,59 8,44 189,08

C.3.2.3 Ganancia de calor por radiación solar

La fórmula que se usará es la siguiente ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

1000

S Qs

Η⋅⋅= α (kW) (Ec. C.37)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

α Coeficiente de absorción 0,85

H Radiación Solar Global W/m2

Ganancia por radiación solar P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qs 4,36 13,99 9,07 8,81 21,74 17,39 13,87 24,21 5,74 119,17

C.3.2.4 Pérdidas de calor por convección

Para este calcula se usará la siguiente ecuación:

1000

Ta)-(TaghcS Qc

⋅⋅= (kW) (Ec. C.38)

Page 75: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 75 de 84

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

hc Coeficiente de transferencia de calor por convección W/m2·K

Tag Temperatura del agua K

Ta Temperatura ambiente K

Para calcular la hc se puede utilizar la siguiente expresión:

hc = 2,8 +3,0 ⋅ v (W/m2·K) (Ec. C.39)

Donde:

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

Pérdidas por convección P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qc día 12,97 31,19 22,47 24,04 53,87 43,09 34,36 50,94 12,07 285,00 Qc noche 14,97 37,60 26,62 28,07 63,82 51,05 40,70 62,01 14,70 339,53

C.3.2.5 Pérdidas de calor por conducción

Para determinar las pérdidas de calor del vaso se utilizará la siguiente expresión:

Qk = Ssp ⋅ Ksp ⋅ (Tag - Tadn)

1000 (kW) (Ec. C.40)

Donde:

Ksp Coeficiente de transmisión de calor de la solera (1,05) y las paredes (0,35) W/m2·K

Ssp Superficie de la solera y paredes m2

Tag Temperatura del agua K

Tadn Temperatura ambiente día y noche K

Page 76: SUMARIO ANEXOS

Página 76 de 84 Anexos

Pérdidas por conducción P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qk día 1,50 2,96 2,38 2,45 5,51 4,40 3,54 5,02 1,17 28,92 Qk noche 1,73 3,57 2,81 2,86 6,53 5,21 4,19 6,11 1,42 34,44

C.3.2.6 Pérdidas totales de calor

Aplicando la ecuación B4 se obtienen las pérdidas totales de calor:

Pérdidas Totales Kw P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qt1 58,17 128,67 94,37 104,34 226,05 180,81 144,21 207,63 49,19 1.193,44 Qt2 65,54 152,32 109,70 119,24 262,80 210,20 167,64 248,55 58,89 1.394,88 Qt3 77,83 191,75 135,24 144,07 324,04 259,19 206,71 316,74 75,05 1.730,61 Qt4 71,68 172,04 122,47 131,66 293,42 234,69 187,17 282,64 66,97 1.562,75 Qt5 70,93 172,69 123,31 130,26 295,40 236,28 188,44 287,33 68,08 1.572,71 Qt6 63,56 149,03 107,98 115,36 258,66 206,89 165,01 246,42 58,38 1.371,28 Qt7 58,64 133,26 97,76 105,43 234,16 187,29 149,38 219,14 51,92 1.236,98

C.3.2.7 Energía perdida total

Para hacer el cálculo de la energía perdida total se tienen que multiplicar los anteriores cálculos

referentes a la potencia por las horas que duran los índices de ocupación, de esta manera se

conoce la energía pérdida durante los periodos de ocupación:

Energía Perdida Total kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Et1 232,69 514,68 377,47 417,38 904,20 723,23 576,82 830,53 196,77 4.773,77 Et2 262,17 609,30 438,78 476,97 1.051,18 840,80 670,57 994,18 235,56 5.579,52 Et3 155,65 383,50 270,48 288,15 648,08 518,37 413,41 633,47 150,11 3.461,22 Et4 143,37 344,07 244,94 263,32 586,83 469,39 374,35 565,28 133,95 3.125,49 Et5 141,85 345,37 246,62 260,51 590,80 472,56 376,89 574,66 136,16 3.145,42 Et6 127,11 298,06 215,96 230,72 517,31 413,77 330,01 492,84 116,76 2.742,55 Et7 469,15 1.066,09 782,11 843,41 1.873,27 1.498,33 1.195,05 1.753,14 415,33 9.895,87

Si se analiza ahora las pérdidas energéticas según su tipo se puede ver fácilmente que las

pérdidas debidas a la evaporación son las más importantes:

Page 77: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 77 de 84

Energía Perdida Total según tipo kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Ee 1.028,11 2.345,37 1.700,96 1.851,62 4.077,80 3.261,81 2.600,94 3.844,79 911,36 21.622,75 Er 182,07 479,74 332,89 345,55 798,05 638,36 509,02 800,88 189,84 4.276,39

Es -52,32 -167,94 -108,81 -105,77 -260,87 -208,66 -166,39 -290,46 -68,85 -1.430,07 Ec 335,33 825,49 589,06 625,26 1.412,19 1.129,61 900,74 1.355,43 321,29 7.494,39 Ek 38,81 78,42 62,28 63,79 144,50 115,33 92,80 133,46 31,01 760,39

C.3.3 Ahorro de agua

C.3.3.1 Demanda de agua durante el régimen permanente

Para conocer la demanda se buscará el volumen de agua necesario para mantener la temperatura

y cubrir las pérdidas de calor. Así, se produce un intercambio de temperatura entre dos fluidos, el

agua de la pileta y el agua proveniente del pozo infrabasáltico, un fenómeno de conducción

térmica que responde a la siguiente ecuación:

Et ⋅ 3600= Vag ⋅ ρag ⋅ Cp ⋅ (Ti - Tag) (kWh) (Ec. C.41)

Donde:

Et Energía perdida total o Necesidad energética total kWh

Vag Volumen del agua de entrada m3

ρag Densidad del agua kg/m3

Cp Calor específica del agua kJ/kg·K

S Superficie laminar de la pileta m2

Ti Temperatura de entrada a la pileta K

Tag Temperatura del agua de la pileta K

A partir de esta fórmula se pueden conocer los volúmenes de agua de entrada:

Page 78: SUMARIO ANEXOS

Página 78 de 84 Anexos

Demanda de agua P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

V1 40,02 40,23 36,06 51,27 86,39 69,10 55,11 59,51 14,10 451,80 V2 45,09 47,63 41,92 58,59 100,43 80,33 64,07 71,24 16,88 526,18 V3 26,77 29,98 25,84 35,40 61,92 49,53 39,50 45,39 10,76 325,08 V4 24,66 26,90 23,40 32,35 56,07 44,85 35,77 40,51 9,60 294,08 V5 17,43 22,84 19,28 24,89 46,18 36,94 29,46 35,30 8,36 240,68 V6 15,61 19,72 16,88 22,04 40,44 32,34 25,80 30,27 7,17 210,28 V7 57,63 70,52 61,14 80,58 146,43 117,13 93,42 107,68 25,51 760,03

Dividiendo por las horas que dura cada período de ocupación se obtienen los caudales de

entrada necesarios para mantener la temperatura (m3/h):

Caudal de agua necesario P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total C1 10,00 10,06 9,02 12,82 21,60 17,27 13,78 14,88 3,52 112,95 C2 11,27 11,91 10,48 14,65 25,11 20,08 16,02 17,81 4,22 131,54 C3 13,38 14,99 12,92 17,70 30,96 24,76 19,75 22,70 5,38 162,54 C4 12,33 13,45 11,70 16,17 28,03 22,42 17,88 20,25 4,80 147,04 C5 8,71 11,42 9,64 12,44 23,09 18,47 14,73 17,65 4,18 120,34 C6 7,81 9,86 8,44 11,02 20,22 16,17 12,90 15,13 3,59 105,14 C7 7,20 8,81 7,64 10,07 18,30 14,64 11,68 13,46 3,19 95,00

C.3.3.2 Demanda de agua durante el régimen transitorio

Las piletas no siguen un mismo ciclo sino que en función de su temperatura y uso hay tres ciclos

diferentes ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada día: 3 y 4

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada de tres días: 1, 2, 5, 6, 7 y 8

• La pileta 9 también tienen un ciclo de tres días pero debido a su gran tamaño al día

siguiente del vaciado completo permanece cerrada.

Por otro lado hay distintos mantenimientos de las piletas ¡Error! No se encuentra el origen de

la referencia.:

• Rellenado completo: cuando se vacía completamente la piscina.

• Rellenado parcial. El vaciado es parcial puesto que sólo se realiza un tratamiento de cloro

por disolución. Así, el mantenimiento de piletas 1 y 2 es un vaciado del 50% de su

volumen, y para las piletas 5, 6, 7, 8 y 9 será del 33%.

Page 79: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 79 de 84

• Rellenado completo pileta 8. Debido a su gran tamaño el vaciado y llenado se realiza

durante la tarde y la noche, pudiéndose establecer un 50% del volumen en cada período.

• Rellenado por pérdida de temperatura. Se ajusta al valor V7 calculado.

Así, cuando V7 es mayor que el rellenado parcial se elige para el período nocturno.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 V rellenado completo 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 202,50 36,00 V rellenado parcial 31,92 43,91 - - 113,67 84,86 67,67 135,00 12,00 V7 57,63 70,52 61,14 80,58 146,43 117,13 93,42 107,68 25,51

El ciclo de rellenado durará tres días y su optimización se describe a continuación:

Ciclo de rellenado óptimo P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Día 1 63,83 87,81 142,24 106,00 146,43 254,58 93,42 135,00 36,00 1.065,31 Día 2 57,63 70,52 142,24 106,00 146,43 117,13 203,00 202,50 25,51 1.070,95 Día 3 57,63 70,52 142,24 106,00 341,00 117,13 93,42 135,00 25,51 1.088,44

Se identifica el día 3 como día crítico, así el nuevo caudal del régimen transitorio en función de

los periodos de ocupación es:

Caudal Ajustado de agua m3/h P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Volumen C1 10,00 10,06 9,02 12,82 21,60 17,27 13,78 14,88 3,52 112,95 451,80 C2 11,27 11,91 10,48 14,65 25,11 20,08 16,02 17,81 4,22 131,54 526,18 C3 13,38 14,99 12,92 17,70 30,96 24,76 19,75 22,70 5,38 162,54 325,08 C4 12,33 13,45 11,70 16,17 28,03 22,42 17,88 20,25 4,80 147,04 294,08 C5 8,71 11,42 9,64 12,44 23,09 18,47 14,73 17,65 4,18 120,34 240,68 C6 7,81 9,86 8,44 11,02 20,22 16,17 12,90 15,13 3,59 105,14 210,28 C7 7,20 8,81 17,78 13,25 42,63 14,64 11,68 16,88 3,19 136,05 1.088,44

Estos caudales nos permiten encontrar la temperatura de salida del agua del balneario, haciendo

la media del volumen subministrado en cada pileta y su temperatura:

Page 80: SUMARIO ANEXOS

Página 80 de 84 Anexos

VTotal

Tag VagTsal ∑

⋅= (Ec. C.42)

Donde:

Vag Volumen del agua de entrada m3

Tag Temperatura del agua de la pileta K

VTotal Volumen total del agua de entrada m3

Tsal 308,02 K 34,87 ºC

Por otro lado, al tratarse de agua termal esta renovación debe responder tanto al mantenimiento

de la temperatura como a medidas sanitarias. Así con lo que este mismo mantenimiento de la

temperatura asegura una renovación mínima sanitariamente correcta pues esta es mayor al 5%

del volumen [14], llegándose a realizar más de una renovación total de cada pileta al día.

Renovación de piscinas por mantenimiento de la temperatura día más crítico P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 3,56 2,94 2,15 3,12 2,15 1,69 1,69 1,03 2,57

C.3.3.3 Demanda de los servicios de las Termas del Daymán

En el complejo también se encuentra un consumo de agua debido al riego del césped. Éste tiene

un consumo de 30 m3/día, dura 14 horas y se riega por sectores. En el comedor, en cambio,

funciona casi exclusivamente en temporada alta y recibe un caudal de 10 m3/día concentrado en

N2 [10]. Los demás usos se encuentran en la siguiente tabla:

Otros consumos

Termal usos por persona

consumo m3/uso

Consumo total por día (m3/día)

Comedor si 10,00 Riego no 30,00 Duchas exteriores si 2,00 0,01 85,00 Duchas vestuarios si 1,00 0,04 170,00 Cisternas no 1,25 0,02 79,69 Lavatorios no 1,00 0,00 6,38

Page 81: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 81 de 84

Para el uso de las duchas de los vestuarios se ha establecido este índice de uso respeto a la

ocupación total:

Índice de uso duchas vestuarios N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 0,05 0,10 0,25 0,25 0,20 0,15 0,00

C.3.3.4 Demandas provenientes de otros complejos

Demandas provenientes de otros complejos C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00

C.3.4 Dimensionado de todo el complejo termal

Las siguientes tablas muestran el modelaje de todo el complejo:

Distribución no termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 680 1.700 3.400 2.550 1.700 680 0 Riego - - - - 2,50 2,50 2,50 30,00 Cisternas 1,26 3,16 12,65 9,49 6,32 2,53 - 79,69 Lavatorios 0,10 0,25 1,01 0,76 0,51 0,20 - 6,38 Total consumo 1,37 3,42 13,66 10,25 9,33 5,23 2,50 116,06 Somero 1 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 480,00 Somero 2 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 264,00 Total producción 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 744,00 Diferencia 29,63 27,58 17,34 20,75 21,67 25,77 28,50 627,94 Ahorro 0,24 0,60 2,41 1,81 1,21 0,48 0,00 15,19

Page 82: SUMARIO ANEXOS

Página 82 de 84 Anexos

Distribución termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 680 1.700 3.400 2.550 1.700 680 0 Piletas 112,95 131,54 162,54 147,04 120,34 105,14 136,05 3.136,53 Comedor - 2,50 - - - - - 10,00 Duchas exteriores 1,35 3,37 13,49 10,12 6,75 2,70 - 85,00 Duchas vestuarios 2,13 4,25 21,25 21,25 17,00 12,75 - 170,00 La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - - - - 25,00 Total consumo 144,10 163,10 218,71 199,84 185,52 140,59 156,05 3.966,53 Daymán 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.320,00 Depósito comedor - 1,25 - - - - - 5,00 Total producción 180,00 181,25 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.325,00 Diferencia 35,90 18,15 -38,71 -19,84 -5,52 39,41 23,95 358,47 Ahorro 2,80 6,81 17,07 13,74 8,66 4,51 0,00 126,43

C.3.5 Coste económico

El coste económico de esta medida se recoge en la disminución de los ingresos por entrada y

alimentos de las termas. Se ha considero el benefició neto de la entrada como su totalidad (50

pesos) y el benefició de la comida se ha hecho fijado en 100 pesos.

Por otro lado la afluencia de público media en invierno no alcanza el límite fijado así que sólo se

perderían clientes en algunos pocos fines de semana. Repasando los registros se ha estimado una

pérdida potencial de 3000 clientes, o de forma simplificada, una pérdida de 750 clientes

distribuidos en 4 días.

Las pérdidas económicas por lo tanto son los siguientes:

Pérdida económica

Beneficio

neto Personas/día Factor

distributivo Total

(pesos/año) P$/€ Total

(euros/año) Entrada 50 750 4 150.000,00 26,9181 5.572,45 Comida 100 750 4 300.000,00 26,9181 11.144,90 Total 450.000,00 26,9181 16.717,35

Page 83: SUMARIO ANEXOS

Proyecto Piloto Concordia - Salto Mejora en la gestión del recurso hídrico en las Termas del Daymán Eloi Badia Casas Página 83 de 84

El ahorro de agua termal aunque hoy no tenga un uso se puede cuantificar beneficio potencial

que supone. Se considera el coste de explotación como amortizado con lo que no hay un coste

fijo y, por lo tanto, sólo se ahorraría en el costo variable. Para saber el ahorro de agua se ha

trabajado sobre la ocupación y temperaturas medias de invierno y se han aplicado las tarifas de

Obras Sanitarias del Estado [15]:

Beneficio potencial

Variable/m3 Ahorro/día Factor

distributivo Total

(pesos/año) P$/€ Total

(euros/año) 34,26 141,62 4 19.407,73 26,9181 720,99

C.3.6 Impacto ambiental

C.3.6.1 Ahorro agua/Emisiones CO2

El ahorro de agua que supone esta medida es por si sólo una mejora ambiental importante. Ésta

se puede asociar a un ahorro en emisiones de CO2 aproximado. Se puede encontrar este valor

teniendo en cuenta que la energía requerida para aumentar la temperatura del agua de 10 ºC

(agua a temperatura natural) a 38 ºC son 0,03248 kWh/litro de agua [16] y, aplicando la

conversión de 1 kWh de gasoil = 0,26 kg CO2 emitidos. El valor resultante aproximado es:

Ahorro en emisiones de CO2 aproximado Ahorro agua (l) Factor distributivo kWh/l kWh kgCO2/kwh kg CO2

126,43 4 0,03248 16,43 0,26 4,27

C.3.6.2 Residuos

Existe una reducción del impacto ambiental asociada a la disminución de los residuos generados

por los clientes. La generación de residuos se realiza mayoritariamente en el comedor, pero

también hay una generación descontrolada de residuos debido a la falta de concienciación

ambiental entre los visitantes y la mayoría de turistas no utilizan los recipientes destinados a

colectar los residuos.

Se puede aproximar la generación promedio de residuos per cápita a 0,150 kg/turista/día [17]. A

su vez, estos kg de residuos generados emitirían metano en un vertedero y se pueden aproximar a

Page 84: SUMARIO ANEXOS

Página 84 de 84 Anexos

CO2 Equivalente mediante la conversión: 2,73 CO2eq por tonelada de residuos [18]. Así, la

reducción de residuos y emisiones de CO2 asociada a esta medida es:

CO2eq/Tonelada Papel 2,20 Plástico 3,10 Vidrio 0,84 Metal 3,00 Orgánico 4,50 Media 2,73

Residuos

Personas/día Factor

distributivo kg·turista/día kg

residuos CO2eq/Tonelada CO2eq 750,00 4,00 0,1550 465,00 2,73 1,27